高频电子课件 第二章 2

适合大专院校的高频电子课件

第 2 章 小信号选频放大器选频放大器的功能 放大有用信号， 选频放大器的功能 — 放大有用信号，抑制无用信号 选频 方式 LC谐振 谐振 滤波器 并联谐振 串联谐振

2.1 谐振回路2.1.1 并联谐振回路的选频特性

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2.1.1 并联谐振回路的选频特性 一、 LC并联谐振回路阻抗频率特性 并联谐振回路阻抗频率特性 & RL Uo + ( r + jωp ) / jω C Z = Z = & = r + jω L + 1 / jω C L I s + jQ(ω / ω0 ω0 / ω) 1 Uo C . r L/C – Is ≈ L 的等效损 r + j(ωL 1 / ωC ) Z 耗电阻 当ωL = 1/ ωC 回路谐振 1 1 ω0 = , f0 = 谐振频率： 谐振频率： 2π LC LC

ω0C = Q L/ C rC 回路品质因数Q Q = ω0 L = 1 = L/ C =Rp C / L 回路品质因数 r rω0C r谐振阻抗： 谐振阻抗：

Z = Rp = L

Q =

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Rp Z= 1 + jQ(ω / ω0 ω0 / ω) Rp ∴Z = 2 — 幅频特性 1+[Q(ω / ω0 ω0 / ω)]

= arctan[Q(ω / ω0 ω0 / ω)] — 相频特性Z 0 Z Q 小 Q增大 增大 Q 大 f 90º

ω0

ω

ω0-90º

ω

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例2.1.1 L = 180µH, C = 140PF, r = 15 , 1) 求 f0、Q、Rp µ 、 2) 求 f / f0 = 1.01、1.02、1.05 、2时的等效阻抗和相移。 时的等效阻抗和相移。 、 、 时的等效阻抗和相移 1 [解] f = 解 0 = 106 Hz = 1 MHz + 2π LCL

. Is

r

C

Uo –

L/ C Q= = 76 r Rp = Q L/ C = 86 k 1.02 1.05 11.9 k 82.3° ° 2 0.75 k 89.5° °

f / f0

1.01

Z

47.4 k 27.1 k 56.5° ° 71.6° °

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二、 并联谐振回路的通频带和选择性

&& UpRp Is + & Uo = L 1+ jQ(ω / ω0 ω0 / ω) Uo C . r & Uo 1 Is f = f –f –, = 0, & 2 2 Up 绝对失调量 1+ Q (ω / ω0 ω0 / ω) 1 = 1 = 2 f 2 1+ (Q ) +ω ω 2 (ω2 ω 0 )(ω ω0 ) 2 1+ Q ( ) f0

ωω0

Δ 1 = 0.707时 Q 2 f = 1 Q 2BW0.7 = 1 = f0 f0 2 BW0.7 = f 0 / Q 2 f = BW0.7 可见Q 越高, 通频带越窄, 可见 越高 通频带越窄 选择性越好

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BW0.1 K0.1 = & & BW0.7 Uo Up 1.0 K 0.1越接近 选择性越好 越接近1, 0.707 BW0.7 LC 并联谐振： 并联谐振： 0.1 & f U o 1 f0 = = 0.1 时 & BW0.1 Up 2 f 2 1+ (Q ) f0 f0 BW0.1 2 1+ (Q ) = 10 BW0.1 = 10 Q f0 BW0.1 = 10 f0 / Q = 10 K0.1 = f0 / Q BW0.7 故单个谐振回路选择性差

矩形参数K 表征选择性的参数 — 矩形参数 0.1

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三、 并联谐振回路的等效电路 . U Z [证明 证明] 证明L r

C

. U L C

Rp =L/rC

Z L/C Z= r + j(ωL 1 / ωC )

=

1 1 1 + jωC + Rp jωL

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2.1.2 阻抗变换电路 一、 信号源及负载对谐振回路的影响 .Is RS Us

.

L r

C

RL

& Us Rs

L C

RT = RL // RS //RP

有载品质因数： 有载品质因数： QT = RT 空载品质因数： 空载品质因数：

C L

RT < Rp

C Q = Rp L 1. 负载使回路等效品质因数下降 选择性变差 负载使回路等效品质因数下降, 2. 负载使调谐频率偏移

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例2.1.2 L = 586µH, C = 200PF, r = 15 , RS = RL= 100 k µ 分析信号源及负载对谐振回路的影响。 分析信号源及负载对谐

振回路的影响。 1 [解] 1. 无 RS、 RL时 f0 = 解 = 465 kHz 2π LC Rp = L/ rC = 244 k RS L RL . C = 143 C r Us Q = Rp L . BW0.7 = f 0 / Q = 3.3 kHz Is RT L & U 2. 考虑 R 、 R 时2

s

Rs

RT= RL // RS //RP = 100 // 100 //244 = 41.5 k C 2×10 10 = 24 QT = RT = 41.5 L 586×10 6 选频特性变差 BW0.7 = f 0 / QT = 19.4 kHz

r

C

S

L

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二、 常用阻抗变换电路 除了增大R 除了增大 S 、 RL外，可采用阻抗变换来减少其影响 变压器 阻抗变 电感分压 换方式 电容分压 1. 变压器阻抗变换

& I1 +

& I2L1 N1

+

& U1R’L–

& L2 RL U 2N2–

& & I2 N1 U1 = = n= & & I1 N2 U2 & & U1 nU2 R'L = = = n2 RL & & I1 I2 / n

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2. 电感分压& I1+

& U1–

1 N 1 L1 M 2 L2 3N 2

设L1 、L2无耗+ –

& RLU 2

R’L

& & U21 U22 则 = R L RL ’ & U1 2 R 即R L = ’ ( ) L = n2 RL & U2

可忽略R 当RL >> ωL2时, 可忽略 L分流

& U1 N1 + N2 L1 + L2 + 2M n= = = & U2 N2 L2 + M & 若将R 改接在1、 端 若将 L 改接在 、3端 U2 2 R 则R L = ’( ) L 输入电压加在1、 端 输入电压加在 、2端： & U1

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3. 电容分压+ C1 C2

设C1 、C2无耗

& U1–

& RLU 2–

+

R’L

& 21 U22 & U 则 = R L RL ’ & U1 2 = n2 RL R 即R L = ’( ) L & U2

可忽略R 当RL >> 1/ ω C2, 可忽略 L分流

& U1 1/ jωC1 + 1/ jωC2 C1 + C2 n= = = & U2 1/ jωC2 C1

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例2.1.3 线圈匝数 N12 = 10 匝， N13 = 50 匝， N45 = 5 匝

L13= 8.4 µH, C = 51 PF, Q =100, Is = 1 mA , RS =10 k , RL= 2.5 k , 求有载品质因数Q 通频带BW0.7、谐振输出电压 o。 谐振输出电压U 求有载品质因数 T、通频带 1 1 1 + 5 5 Rs 2 C 2 RL UoIs RL Rs C 2 Is 4 4 – 3 3 R’L 3 R’ R’ss N13 2 50 2 = ( ) S= R ( )×10 = 250 k 10 N12 50 2 N1 …… 此处隐藏：1706字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……