LC-谐振回路PPT课件.ppt

1.1概述1.2ＬＣ谐振回路的选频特性1.3变压器或LC分压式阻抗变换电路1.4LC选频匹配网络1.5章末小结第1章LC写真1.2LC谐振回路的选频特性(1)回路谐振电导(6)单位谐振曲线。谐振时，回路呈现纯电导，且谐振导纳最小（或谐振阻抗最大）。回路电压U与外加信号源频率之间的幅频特性曲线称为谐振曲线。谐振时，回路电压U00最大。任意频率下的回路电压U与谐振时回路电压U00之比称为单位谐振函数，用Ｎ（ｆ）表示。Ｎ（ｆ）曲线称为单位谐振曲线。所以Ｎ(f)=所以N(f)=可得所以BW0.7=f2-f1=(1.2.13)可见，通频带与回路Ｑ值成反比。也就是说，通频带与回路Ｑ值(即选择性)是互相矛盾的两个性能指标。选择性是指谐振回路对不需要信号的抑制能力，即要求在通频带之外，谐振曲线Ｎ（ｆ）应陡峭下降。所以，Ｑ值越高，谐振曲线越陡峭，选择性越好，但通频带却越窄。一个理想的谐振回路，其幅频特性曲线应该是通频带内完全平坦，信号可以无衰减通过，而在通频带以外则为零，信号完全通不过，如图１．２．２所示宽度为ＢＷ0.7、高度为１的矩形。为了衡量实际幅频特性曲线接近理想幅频特性曲线的程度，提出了“矩形系数”这个性能指标。矩形系数Ｋ0.1定义为单位谐振曲线Ｎ（ｆ）值下降到０．１时的频带范围ＢＷ0.1与通频带ＢＷ0.7之比，即:解：取1.2.2串联谐振回路图１．２．３是串联ＬＣ谐振回路的基本形式，其中ｒ是电感Ｌ的损耗电阻，ＲL是负载电阻。下面按照与并联ＬＣ回路的对偶关系，直接给出串联ＬＣ回路的主要基本参数。回路总阻抗Z＝RL+r+j谐振频率f0=1.2.3串、并联谐振回路阻抗特性比较串联谐振回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性表达式分别为：Z=r+j图１．２．４（ａ）、（ｂ）分别是串联谐振回路与并联谐振回路空载时的阻抗特性曲线。由图可见，前者在谐振频率点的阻抗最小，相频特性曲线斜率为正；后者在谐振频率点的阻抗最大，相频特性曲线斜率为负。所以，串联回路在谐振时，通过电流Ｉ00最大；并联回路在谐振时，两端电压U00最大。在实际选频应用时，串联回路适合与信号源和负载串联连接，使有用信号通过回路有效地传送给负载；并联回路适合与信号源和负载并联连接，使有用信号在负载上的电压振幅增大。串、并联回路的导纳特性曲线正好相反。前者在谐振频率处的导纳最大，且相频特性曲线斜率为负；后者在谐振频率处的导纳最小，且相频特性曲线斜率为正。读者可自己写出相应的幅频和相频特性表达式，画出相应的曲线。1.3变压器或ＬＣ分压式阻抗变换电其中回路总电导gΣ=gs+gL+ge0=，回路总电阻RΣ=Rs‖RL‖Re0，ｇs和ｇL分别是信号源内电导和负载电导。采用阻抗变换电路可以改变信号源或负载对于回路的等效阻抗。若使Ｒs或ＲL经变换后的等效电阻增加，再与Ｒe0并联，可使回路总电阻ＲΣ减小不多，从而保证Ｑe与Ｑ0相差不大；若信号源电容与负载电容经变换后大大减小，再与回路电容Ｃ并联，可使总等效电容增加很少，从而保证谐振频率基本保持不变。下面介绍几种常用的阻抗变换电路。1.3.1自耦变压器电路图1．3．2(a)所示为自耦变压器阻抗变换电路，（ｂ）为考虑次级后的初级等效电路，Ｒ′L是ＲL等效到初级的电阻。在图中，负载ＲL经自耦变压器耦合接到并联谐振回路上。设自耦变压器损耗很小，可以忽略，则初、次级的功率P1、P2近似相等，且初、次级线圈上的电压U1和U2之比应等于匝数之比。设初级线圈与抽头部分次级线圈匝数之比Ｎ1∶Ｎ2＝１∶ｎ，则有：所以1.3.2变压器阻抗变换电路图1．3．3（ａ）为变压器阻抗变换电路，（ｂ）为考虑次级后的初级等效电路，Ｒ′L是ＲL等效到初级的电阻。若Ｎ1、Ｎ2分别为初、次级电感线圈匝数，则接入系数ｎ＝Ｎ2／Ｎ1。利用与自耦变压器电路相同的分析方法，将其作为无损耗的理想变压器看待，可求得ＲL折合到初级后的等效电阻1.3.3电容分压式电路图1．3．4（ａ）是电容分压式阻抗变换电路，（ｂ）是ＲL等效到初级回路后的初级等效电路。利用串、并联等效变换公式，在ω2R2L(C1+C2)2>>1时，可以推导出ＲL折合到初级回路后的等效电阻1.3.4电感分压式电路图1．3．5（ａ）所示为电感分压式阻抗变换电路，它与自耦变压器阻抗变换电路的区别在于Ｌ1与Ｌ2是各自屏蔽的，没有互感耦合作用。（ｂ）图是ＲL等效到初级回路后的初级等效电路，Ｌ＝Ｌ1＋Ｌ2。ＲL折合到初级回路后的等效电阻例１．２某接收机输入回路的简化电路如图例1.2所示。已知Ｃ1=5pF，Ｃ2=15pF，Ｒs=75Ω，ＲL=300Ω。为了使电路匹配，即负载ＲL等效到ＬＣ回路输入端的电阻Ｒ′L＝Ｒs，线圈初、次级匝数比Ｎ1／Ｎ2应该是多少？解：由图可见，这是自耦变压器电路与电容分压式电路的