ch02_1通信电路原理

第2章滤波器2.1滤波器的特性和分类2.2LC滤波器2.2.1LC串、并联谐振回路2.2.2一般LC滤波器2.3声表面波滤波器（*）2.4有源RC滤波器2.5抽样数据滤波器22.1.1滤波器的特性时域特性：)()()(dtvhtvio复频域传输函数：nnnmmmioasasbsbsbsDsNsVsVsH11110)()()()()(式中所有系数均为实数，且分子多项式的阶数m小于或等于分母多项式的阶数n。滤波器h(t),H(s))()(tvsVii)()(0tvsVo输入阻抗输出阻抗3频率特性用幅度-频率特性和相位-频率特性()表示（用代入H(s)）：)(jH)()()(jejHjH相位延时表示为：)(p)()(p它表示的是一个角频率为的正弦信号通过滤波器后所产生的延时。群延时表示为：)(gddg)()(群延时描述的是一群不同频率的信号通过滤波器后所产生的时间延迟，它是在指定频率范围内，相位-频率特性曲线在不同频率处的斜率。js42.1.2滤波器的分类按其频率特性可分为低通（LPF），高通（HPF），带通（BPF）和带阻（BEF）滤波器。无源滤波器是由无源器件构成。电阻，电感和电容组成的RLC滤波器。晶体滤波器是利用石英晶体薄片构成。声表面波滤波器(SAW)：利用压电效应构成的。有源滤波器是指在所构成的滤波器中，除无源器件外还含有放大器等有源电路。RC有源滤波器（含有运算放大器）。开关电容滤波器(SCF)。按处理的信号形式可分为模拟滤波器，数字滤波器和抽样数据滤波器等。按其所用器件的特点可分为无源和有源滤波器。5Hj()Hj()Hj()Hj()ps1212(a)(b)(c)(d)0000滤波器的理想幅度-频率特性曲线按其幅度频率特性可分为低通，高通，带通和带阻滤波器6ps1212(a)(b)(c)(d)0000A()A()A()A()滤波器的理想衰耗-频率特性曲线按其衰耗频率特性可分为低通，高通，带通和带阻滤波器72.2.1LC串、并联谐振回路阻抗特性(导纳特性)。谐振特性和回路谐振频率。频率特性（幅频特性与相频特性）。（什么是谐波抑制度）信号源和负载特性。（包括阻抗变换电路）2.2LC滤波器（只讨论并联谐振回路）81.电路特点CCLLPR)(jZP)(jZPsRLR回路电感元件的固有损耗电阻。包括电感线圈导线的欧姆电阻、由趋肤效应引起的高频损耗电阻。sRsssCRRLCLRQ0011负载电阻。LRPRLRGCQPPP00SSPRQRQR22)1(=可以得出：PQQLLQLP)11(2(当Q1时)gIgILICI等效并联谐振电阻。回路空载（固有）品质因数Q。（易测量）92.回路阻抗特性（导纳特性）)(00)()(11)(1)(PjPPPPPPejYjQGLjCjGjZjY)()()(1)(1)(002002arctgQQRjYjZPPPP并联回路端阻抗的模和相角随频率变化的关系为：10并联回路的阻抗特性00)(jZpPR22PX)(jZp并联回路的电抗特性电感电容113.谐振特性和回路谐振频率谐振特性：并联回路谐振时，流过其电抗支路的电流、比激励电流大Q倍，故并联谐振又称电流谐振。LICIgI20211)(1QLRLCsP式中，为回路无阻尼振荡频率。LC10当Q1时：0P串联回路谐振时，电容器上电压是激励电压的Q倍，故串联谐振又称电压谐振。所以品质因数Q易测量。回路谐振频率：124.频率特性，通频带和谐波抑制度频率特性：并以=时的输出电压对归一化，可得并联谐振回路的相对幅频特性与相频特性，其值分别如下：)(00jV)(0jV02002000)(11)()()(PvQjVjV)()(00PvarctgQ通频带：BW=PQf02/1V13谐波抑制度基波成分输出功率各种谐波成分输出功率例：若Q=100，二次谐波抑制度并联回路相对幅频特性2002000)(11)()()(PvQjVjV02Q2Q1Q1Q)()()(000jVjVvdBv5.432lg200145.信号源內阻和负载电阻对并联谐振回路的影响LCPRLRgRgCLCLgPRRRR////LRQL0减小，通频带加宽，选择性变坏。LgCCCC可见，在有信号源內阻和负载电阻情况下，为了对并联谐振回路的影响小，需要应用阻抗变换电路。gI影响谐振回路谐振频率。所以并联谐振回路希望用恒流源激励。156.阻抗变换电路(1)全耦合变压器等效LRVP222'211LRVP12PP'2122LLRVRV221221'NNVVRRLLLLRNNR221'从功率等效角度证明：理想变压器无损耗：gRgRgCgCLR1L1L2L121'LR1N2N'1'1'21V2VgIgI16(2)双电容耦合电路LLLR'LRgRgR'11'112C2C1C1C负载电阻是通过双电容分压接入并联谐振回路的,称为部分接入法,令接入系数LR211CCCp可得2'pRRLL(p1)gIgI17(3)双电感抽头耦合电路负载电阻是通过双电感抽头接入并联谐振回路的,称为部分接入法,令接入系数LR212LLLp(P1)可得2'pRRLLLR'LR1L2L1L2L+1V1V18(4)应用部分接入法的选频电路接入系数,2111CCCp2122LLLp22'pRRLL21'pRRggggIpI1'''////LgPRRRRLRQL0对回路有载品质因数影响明显减小。gR2C1C1C2CPRPR1L2LLR'LR1L2L'gRgIgI19例1：串联回路如下图所示。信号源频率F=1MHz。电压振幅V=0.1V。将1-1端短接，电容C调到100PF时谐振。此时，电容C两端的电压为10V。如1-1端开路再串接一阻抗Z（电阻和电容串联），则回路失谐，电容C调到200PF时重新谐振。此时，电容C两端的电压为2.5V。试求：线圈的电感L，回路品质因数Q以及未知阻抗Z。1MHz0.1V11LRCVZ20习题二：2-5，2-6，例1，例2例2：并联回路如下图所示。已知：==5UH，Q=100。1L2L==8PF，=40K。=10K。1C2CgRLR试求：无阻尼谐振频率；等效谐振电阻R；不接，BW如何变？LR1C2C1L2LLRgRR