2.1谐振回路.ppt
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1、EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学第第 2 章章 高频小信号放大器高频小信号放大器 高频电路的基础知识高频电路的基础知识 小信号谐振放大器小信号谐振放大器 小信号谐振放大器的稳定性小信号谐振放大器的稳定性 集中选频放大器集中选频放大器 概概 述述EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.1 概概 述述一、高频小信号放大器的功能一、高频小信号放大器的功能 是对高频小信号实现不失真地放大。是对高频小信号实现不失真地放大。指所放大信号的中心频率在几百指所放大信号的中心频率在几百KHzKHz几百几百MHzMHz指放大器输入信号小,指放大器输入
2、信号小,有源器件有源器件工作工作工作工作在线性在线性在线性在线性 范围内,范围内,范围内,范围内,分析电路时可采用有源四端网络分析电路时可采用有源四端网络 分析法分析分析法分析 高频小信号放大器功能的表示形式高频小信号放大器功能的表示形式:输入信号频谱与输出信号频谱相同输入信号频谱与输出信号频谱相同高频高频:小信号小信号:2.1 概概 述述EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.1 概概 述述二、高频小信号放大器的分类二、高频小信号放大器的分类按负载性质分:按负载性质分:谐振放大器谐振放大器(又称调谐放大器)(又称调谐放大器)用用LC谐振回路作负载谐振回路作负载非
3、谐振放大器非谐振放大器按放大信号的频谱宽窄分按放大信号的频谱宽窄分窄带放大器窄带放大器宽带放大器宽带放大器2.1 概概 述述(如(如集中选频放大器)集中选频放大器)用用LC谐振回路或集中选频滤波器谐振回路或集中选频滤波器做负载做负载用纯阻或变压器做负载,用纯阻或变压器做负载,带宽较宽,带宽较宽,EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学f1定义:放大器的电压增益下降到最大值的定义:放大器的电压增益下降到最大值的 倍时所对应的倍时所对应的频带宽度。常用频带宽度。常用 2f0.7(或或BW0.7)表示。表示。2.1 概概 述述三、高频小信号放大器的三、高频小信号放大器的主要
4、技术指标主要技术指标1 1、电压增益与功率增益、电压增益与功率增益电压增益电压增益功率增益功率增益2 2、通频带、通频带2f0.72.1 概概 述述f20.707EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学 时所对应的频时所对应的频带宽度带宽度2.1 概概 述述三、高频小信号放大器的三、高频小信号放大器的主要技术指标主要技术指标3 3、选择性:、选择性:表示选取有用信号,抑制无用信号的能力。表示选取有用信号,抑制无用信号的能力。0.12f0.1f0f1.00.7072f0.7用来表示实际曲线形状接近理想矩形的程度用来表示实际曲线形状接近理想矩形的程度矩形系数:矩形系数:,
5、选择选择性越好。性越好。理想理想实际实际2.1 概概 述述EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.1 概概 述述三、高频小信号放大器的三、高频小信号放大器的主要技术指标主要技术指标4 4、工作稳定性:、工作稳定性:一般的不稳定现象是:增益变化,中心频率偏移,通频一般的不稳定现象是:增益变化,中心频率偏移,通频带变窄等,不稳定的极端情况是带变窄等,不稳定的极端情况是放大器发生自激,放大放大器发生自激,放大器不能正常工作。器不能正常工作。指放大器的工作点,管子参数,电路元件参数等指放大器的工作点,管子参数,电路元件参数等变化时,变化时,放大器主要性能指标的稳定程度。放
6、大器主要性能指标的稳定程度。5 5、噪声系数:、噪声系数:指输入端的信噪比与输出端的信噪比的比值指输入端的信噪比与输出端的信噪比的比值2.1 概概 述述EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路一、一、LCLC谐振回路谐振回路 分为:分为:主要特点:主要特点:选频、滤波作用选频、滤波作用EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学(一)(一)LCLC并联谐振回路并联谐振回路 2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础
7、电路Is.LrCL L L L 的等效的等效的等效的等效损耗电阻损耗电阻损耗电阻损耗电阻1.1.回路阻抗回路阻抗回路导纳回路导纳 Z G0(R0)EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学(一)(一)LCLC并联谐振回路并联谐振回路 2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路2.2.回路谐振特性回路谐振特性(1 1)谐振条件:)谐振条件:当回路的电纳等于当回路的电纳等于0 0时(即虚部为时(即虚部为0 0),回路呈谐振状态),回路呈谐振状态(2 2)谐振阻抗:)谐振阻抗:(达到最大(达到最大值值,且,且为纯为纯阻性)阻性)谐谐振振电电阻:阻:(3 3)
8、谐振频率:)谐振频率:谐振时,由于谐振时,由于B=0B=0,即,即(4 4)谐振电压:)谐振电压:谐振时电压达到最大值且谐振时电压达到最大值且 与同相与同相 EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学(一)(一)LCLC并联谐振回路并联谐振回路 2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路3.3.品质因数品质因数 它反映谐振回路损耗的大小它反映谐振回路损耗的大小物理意义:物理意义:谐振时谐振时(谐振回路的特性阻抗)(谐振回路的特性阻抗)谐振电阻谐振电阻结论结论:谐谐振振时电时电感和感和电电容中的容中的电电流幅流幅值为值为外加外加电电流源的流源的Q Q倍倍
9、并联谐振回并联谐振回路中的电流路中的电流EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路 4.4.回路阻抗特性回路阻抗特性 0Z RP阻抗幅频特性阻抗幅频特性,回路呈纯阻性,回路呈纯阻性时,时,回路呈容性,回路呈容性时,时,回路呈感性,回路呈感性阻抗相频特性阻抗相频特性 z90-900 0时,时,当当 LC在谐振时,回路相移为零在谐振时,回路相移为零,阻抗最大,导纳最小,且为纯阻性阻抗最大,导纳最小,且为纯阻性 失谐时,回路有相移,且回路阻抗下降。失谐时,回路有相移,且回路阻抗下降。EXITEXIT 通信电子线路通信
10、电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路5谐振曲线谐振曲线(回路两端电压幅值与工作频率之间的关系)(回路两端电压幅值与工作频率之间的关系)当当在在附近附近时时,为为失失谐谐量量 EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路5谐振曲线谐振曲线 常用的谐振曲线为归一化谐振曲线,即为常用的谐振曲线为归一化谐振曲线,即为Q1Q2在谐振点在谐振点,f f=0=0,U U/U U0 0=1=1。随着。随着|f f|的增大,的增大,U U/U U0 0将减小。将减小。Q2 Q
11、1对于同样的偏离值对于同样的偏离值f f,Q Q越高,越高,U U/U U0 0衰减就越多,谐振曲线就越衰减就越多,谐振曲线就越尖锐,即尖锐,即回路两端电压衰减越快,对外加信号的选频作用越显著,回路两端电压衰减越快,对外加信号的选频作用越显著,即选择性越好即选择性越好结论:结论:Q Q值越高,谐振曲线就越尖锐,回路选择性越好值越高,谐振曲线就越尖锐,回路选择性越好EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路6 6通频带通频带 结论:通频带与结论:通频带与Q Q成反比,成反比,Q Q越高,回路选择性越好,越高,回路
12、选择性越好,但通频带越窄。但通频带越窄。定义定义:回路电压下降到最大值的回路电压下降到最大值的 倍时所对应的频率范围,倍时所对应的频率范围,用用 ()表示。)表示。可得出可得出 EXITEXIT 通信电子线路通信电子线路合合肥肥工工业业大大学学空空载载品品质质因数因数2.2 2.2 高频电子线路的基础电路高频电子线路的基础电路7 7负载与信号源内阻对回路影响负载与信号源内阻对回路影响 考虑考虑s s和和L L后的并联谐振回路,如图所示。后的并联谐振回路,如图所示。谐振频率谐振频率 不变不变回路谐振电阻回路谐振电阻 有有载载品品质质因数因数(考虑(考虑s s和和L L)(不考虑(不考虑s s和和
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