嚴(yán)國萍版通信電子線路第二章通信電子線路分析基礎(chǔ)

1、LOGO通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #1第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ) v2.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò)v2.2 非線性電路分析基礎(chǔ)非線性電路分析基礎(chǔ)通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #22.1 選頻網(wǎng)絡(luò) v引言：引言： 選頻網(wǎng)絡(luò)：選出需要的頻率分量并且濾除不需要選頻網(wǎng)絡(luò)：選出需要的頻率分量并且濾除不需要的頻率分量的電路的頻率分量的電路 選頻網(wǎng)絡(luò)在通信電子線路中被廣泛運用選頻網(wǎng)絡(luò)在通信電子線路中被廣泛運用 選頻網(wǎng)絡(luò)的分類：選頻網(wǎng)絡(luò)的分類：單振蕩回路：串聯(lián)、并聯(lián)單振蕩回路：串聯(lián)、并聯(lián)耦合振蕩回路耦合振蕩回路諧振回路諧振回路 (由由L、C 組成組成)各

2、種濾波器各種濾波器LC 集中濾波器集中濾波器石英晶體濾波器石英晶體濾波器陶瓷濾波器陶瓷濾波器聲表面波濾波器聲表面波濾波器電路簡單電路簡單穩(wěn)定性好、電性能穩(wěn)定性好、電性能好、品質(zhì)因數(shù)高、好、品質(zhì)因數(shù)高、便于微型化便于微型化通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #32.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路v一、串聯(lián)諧振回路一、串聯(lián)諧振回路 LC 串聯(lián)回路串聯(lián)回路 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 1. 回路阻抗回路阻抗1ZRjXRjLC 22221ZRXRLC arctanZXR Z ZX L 1C 0 R2 2 000 0 zjZ e 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分

3、析基礎(chǔ)Page #42.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 = 0 時，時，X = 0，Z 為純電阻為純電阻|Z| 最小，電流最大，稱為串聯(lián)最小，電流最大，稱為串聯(lián)諧振諧振 0 時，時，X 0 時，時，X 0，Z 呈電感性呈電感性 2. 諧振頻率諧振頻率 電路諧振條件：電路諧振條件： 特征阻抗特征阻抗：諧振時的感抗或容抗：諧振時的感抗或容抗0010XLC 0011,2fLCLC 容性容性 Z ZX L 1C 0 R2 2 000 0 1ZRjXRjLC 感性感性001LLCC 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #52.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振

4、回路 3. 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) Q 是表征儲能元件、諧振回路損耗大小的一個質(zhì)量指標(biāo)是表征儲能元件、諧振回路損耗大小的一個質(zhì)量指標(biāo) 儲能元件：儲能元件：電感的感抗電感的感抗(電容的容抗電容的容抗)與損耗電阻的比值與損耗電阻的比值 諧振回路：諧振回路：回路感抗回路感抗 (容抗容抗) 與回路損耗電阻的比值與回路損耗電阻的比值 諧振時諧振時 L、C 上的電壓：上的電壓：001LQRCR LC SLVVj L Ij LZ 11SCVVIj Cj CZ 達(dá)到最大值，又稱電壓諧振達(dá)到最大值，又稱電壓諧振0SSLVjVRjQV 0SSCVjVRjQV 1LRRC 01LC 器件器件耐壓耐壓問題問題通信電子線路

5、第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #62.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 4.廣義失諧系數(shù)廣義失諧系數(shù) ：偏離諧振程度偏離諧振程度 諧振時，諧振時， = 0 0 時，時， 5. 諧振曲線諧振曲線 ：回路電流回路電流 頻率頻率11LRXRC 002Q 01LC QR LC 000LR 00Q 0022 fQQf 0()IN fI 21()1N f arctaniz ssVZRRVRZRjX (11)ijNjfe 幅頻幅頻特性特性相頻相頻特性特性通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #72.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 Q ( f ) |

6、N( f )| 尖銳尖銳 6. 通通頻帶頻帶 B 電流下降到最大值的電流下降到最大值的時所對應(yīng)的頻率范圍。時所對應(yīng)的頻率范圍。 相對帶寬相對帶寬： 通頻帶的邊界點又稱通頻帶的邊界點又稱半功率點半功率點：21()1N f 0022 fQQf ()N f 0 11 2 2Q1Q12QQ 2 2210.72(rad/s)B 0.702(rad/s)1QB 0.70.700122Qff 0.702(Hz)ffQB 幅頻特性幅頻特性0.707212PI R 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #82.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 7. 相頻特性曲線相頻特性曲線 8.

7、 信號源內(nèi)阻及負(fù)載對串聯(lián)諧振回路的影響信號源內(nèi)阻及負(fù)載對串聯(lián)諧振回路的影響 無載無載 Q 值值： 有載有載 Q 值值： 串聯(lián)諧振回路適合串聯(lián)諧振回路適合 RS 很小很小 (恒壓源恒壓源) 和和 RL 不大的電路不大的電路1()1RRN fZRjXj iz Q2 Q1Q12 2 i 0 00LQR 0LSLLQRRR 02arctanQ arctan 01SLQRRRR 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #92.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 例例1： 串聯(lián)回路如圖所示。信號源頻率串聯(lián)回路如圖所示。信號源頻率 f0 = 1MHz，電壓振幅，電壓振幅 Vsm=

8、 0.1V 將將 1- -1 端短接，電容端短接，電容 C 調(diào)到調(diào)到 100pF 時諧振。此時，電時諧振。此時，電容容 C 兩端的電壓為兩端的電壓為 10V 將將 1- -1 端開路再串接一阻抗端開路再串接一阻抗 ZX（電阻與電容串聯(lián)（電阻與電容串聯(lián))，則，則回路失諧；回路失諧；C 調(diào)到調(diào)到 200pF 時重新諧振，整個電容兩端電時重新諧振，整個電容兩端電壓變成壓變成 2.5V 求：求： 線圈的電感量線圈的電感量 L 回路品質(zhì)因數(shù)回路品質(zhì)因數(shù) Q0 值值 未知阻抗未知阻抗 ZX 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #102.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 解

9、：解：）（）（）（）（92.1550100101001021CQ1RCR1)3(1001 . 0102H56.25310100)102(1)2(1L21112-600000012-2620RXQVvQQVvCfLCf0scsc0通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #112.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路 解：解：18.79677.4410200102177.441RZpF200CpF200,pF10077.4792.15) 125100() 1(R1Q251 . 05 . 21260XXX0X0L0LjjCjCCCCCCCRQQRRQVvQXXXLXsc又）

10、（又通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #122.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路v二、并聯(lián)諧振回路二、并聯(lián)諧振回路 信號源內(nèi)阻較大時，可采用并聯(lián)諧振回路信號源內(nèi)阻較大時，可采用并聯(lián)諧振回路 1. 回路阻抗回路阻抗 等效并聯(lián)電路：等效并聯(lián)電路： 1ZRj Lj C 1Rj Lj CYL C PRCGL IsRPCLIsCL+RVo L R 1Rj Lj CRj Lj C 1L CRj Lj C 1RCj CLj L PGjB PLRRC 1BCL 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #132.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路

11、2. 諧振頻率諧振頻率 當(dāng)當(dāng) B = 0，Y 最小，最小，Z 最大，為純電阻最大，為純電阻回路電壓取得最大值，與電流源同相回路電壓取得最大值，與電流源同相 LR LR Z 特性曲線特性曲線： = P ，X = 0，Z 為純電阻為純電阻|Z| 最大，回路電壓最大最大，回路電壓最大 0，Z 呈電感性呈電感性 P ，X Q1Q12 2 vp 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #172.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 8. 信號源內(nèi)阻及負(fù)載對并聯(lián)諧振回路的影響信號源內(nèi)阻及負(fù)載對并聯(lián)諧振回路的影響 無載無載 Q 值值： 有載有載 Q 值值： 并聯(lián)諧振回路適合并聯(lián)諧振

12、回路適合 RS 很大很大 (恒流源恒流源) 和和 RL 很大的電路很大的電路1PPPPPRQLLG 111PPSPPLSLPPLPPSLQQQGRRGRRL GGGGG IsCLRSRPRL通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #182.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 并聯(lián)諧振回路并聯(lián)諧振回路 例例2： 設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載，信號中心頻率設(shè)一放大器以簡單并聯(lián)振蕩回路為負(fù)載，信號中心頻率 fS = 10 MHz，回路電容，回路電容 C = 50 pF 求：求： (1) 試計算所需的線圈電感值試計算所需的線圈電感值 (2) 若線圈品質(zhì)因數(shù)為若線圈品質(zhì)因數(shù)為 Q = 100，試

13、計算回路諧振電阻及，試計算回路諧振電阻及回路帶寬回路帶寬 (3) 若放大器所需的帶寬若放大器所需的帶寬 B = 0.5 MHz，則應(yīng)在回路上并，則應(yīng)在回路上并聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求聯(lián)多大電阻才能滿足放大器所需帶寬要求 解：解：)(07. 5501050)102(1)2(1211212272HCfLLCfss）（通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #192.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路）（又）（KQQRRRRQQBfQQfBKHzQfBKQCRQLLpLpLpPLsLLspsppppp62.103RR31,12010510)3()(100100

14、1085.31101050102100CR)2(p577512-7p通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #202.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #212.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #222.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換v三、串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換三、串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換 1. 串、并聯(lián)阻抗等效互換串、并聯(lián)阻抗等效互換11ABZRjX22222

15、2222222222222A BR jXR XR XZjRjXRXRX 22212222R XRRX 22212222R XXRX 111XQR 2211RRQ 21211XXQ 221RR Q 21XX 222RQX Q 很大時很大時 Q 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #232.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換 2. 回路抽頭時阻抗的變化回路抽頭時阻抗的變化 (折合折合) 關(guān)系關(guān)系1) 電阻的折合電阻的折合及及接入系數(shù)接入系數(shù)能量等效原則能量等效原則 電感接入電路：電感接入電路： 若存在互感時：若存在互感時：

16、22abSdbSVGVG 22abSSSdbVGGP GV abdbVPV 221212abdbVLNPVLLNN2122LMPLLM 221SSSSRRGP GP，接入系數(shù)，接入系數(shù)，P 112LLL122LLLM通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #242.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換 電容接入電路：電容接入電路：接入系數(shù)：接入系數(shù)： 電阻由低端折合到高端時，等效電阻提高電阻由低端折合到高端時，等效電阻提高 P 的計算都假定的計算都假定 ab 接入支路電流遠(yuǎn)小于接入支路電流遠(yuǎn)小于db 的電的電流流 使用場合：

17、使用場合： RS、RL 小時，用串聯(lián)方式小時，用串聯(lián)方式 RS、RL 大時，用并聯(lián)方式大時，用并聯(lián)方式 RS、RL 不大不小時，用抽頭方式不大不小時，用抽頭方式 2211abdbCVCPVCC 1212C CCCC 112CPCC 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #252.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換2) 電流源的折合電流源的折合3) 負(fù)載電容的折合負(fù)載電容的折合SabSdbIVIV abSSdbVIIV 21LLRRP 2111LLCPC 2LLCP C SSIP I 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路

18、分析基礎(chǔ)Page #262.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換4) 插入損耗插入損耗回路電導(dǎo)回路電導(dǎo) GP 引起的損耗引起的損耗 無損耗、有損耗時的功率：無損耗、有損耗時的功率：lllKPP 無無損損耗耗時時的的輸輸出出功功率率有有損損耗耗時時的的輸輸出出功功率率220SlLLSLIPV GGGG 2SlLSLPIPGGGG 2SLPlSLGGGKGG 020lg 1LlQKdBQ GP 越小，越小， Q0 越大，損耗越小越大，損耗越小211PSLPGGGG 2011LQQ 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #272

19、.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換串、并聯(lián)阻抗等效互換與抽頭阻抗變換 例例3： 如圖所示，如圖所示，Ri 、Ci 和和 Ro 、Co 分別為信號源阻抗和負(fù)載分別為信號源阻抗和負(fù)載阻抗，已知：阻抗，已知： L = 0.8 H，Q0 = 100，C1 = C2 = 20 pF， Ci = 5 pF，Ri = 10 K ，Co = 2 pF，Ro= 5 K 求：求： 諧振頻率諧振頻率 諧振阻抗諧振阻抗 (不計不計 Ri 與與 Ro 時時) 有載有載 QL 值和通頻帶值和通頻帶 提醒：提醒： Co 是否要采用折合方式是否要采用折合方式 ? 電路中是否有什么器件未畫電路中是否有什

20、么器件未畫 ?通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #282.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 串聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路解：解：)(262.22103 .4562.222076.221076.221100120)(5pR,21202220)3()(76.22108 . 0103 .452100)2()(3 .451048.15108 . 02121)(4822CCC) 1 (602212o116601261102MHzQfBRRRRQQkRCCCpkLQRMHzLCfpFCCCCCCpFLpopipLopppi）（通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)P

21、age #292.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路v四、耦合回路四、耦合回路 由相互影響的兩個單振蕩回路組成，可由相互影響的兩個單振蕩回路組成，可改善諧振曲線改善諧振曲線 耦合系數(shù)耦合系數(shù) k：表示回路間的耦合程度的強弱：表示回路間的耦合程度的強弱 1. 耦合回路的形式耦合回路的形式 電感耦合電感耦合：若若 L1 = L2 = L ：k M / L 電容耦合電容耦合：若若 C1 = C2 = C ：12MkL L 12MMMCkCCCC MMCkCC 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #302.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 2. 反射阻抗與耦合回路的等效阻

22、抗反射阻抗與耦合回路的等效阻抗 反射阻抗反射阻抗：一個回路對耦合的另一回路電流的影響：一個回路對耦合的另一回路電流的影響 自阻抗自阻抗：回路回路方程方程111111ZRjX222222ZRjX111121222VI Zj MIj MIZ I 11211211112()fVIMZZVZZ 1112222112222()fVj MVZIMZZZZ 111,&RLC222,&R LC 2j MI 1j MI 21111Vj MIVj MZ 反射阻抗反射阻抗：Zf 1, Zf 2感生電壓感生電壓：通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #31感生電壓感生電壓：11211211112()

23、fVIMZZVZZ 21111Vj MIVj MZ 反射阻抗反射阻抗：Zf 1, Zf 21112222112222()fVj MVZIMZZZZ 2.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 耦合回路的等效電路耦合回路的等效電路 反射阻抗的性質(zhì)：反射阻抗的性質(zhì)：2122()fMZZ 2211()fMZZ 2()M 22122221122222()()fffMMZRjXRjXZZ 22211112221111()()fffMMZRjXRjXZZ1211VVj MZ 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #322.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 1) 反射電阻反射電阻永遠(yuǎn)

24、是永遠(yuǎn)是正值正值 這是因為反射電阻總是代表一定能量的損耗這是因為反射電阻總是代表一定能量的損耗 2) 反射電抗反射電抗的性質(zhì)與原回路總電抗的性質(zhì)總是的性質(zhì)與原回路總電抗的性質(zhì)總是相反相反的的 3) 反射阻抗的值與反射阻抗的值與 ( M)2 成正比成正比 當(dāng)當(dāng) M = 0 時，反射阻抗也等于零，即單回路的情況時，反射阻抗也等于零，即單回路的情況 4) 當(dāng)當(dāng) X11 = X22 = 0 時，時，反射阻抗為純電阻反射阻抗為純電阻 即初次級回路即初次級回路同時同時調(diào)諧到與激勵頻率調(diào)諧到與激勵頻率諧振諧振的情況的情況 相當(dāng)于在回路中增加一相當(dāng)于在回路中增加一反射電阻反射電阻，與原回路電阻成反比，與原回路

25、電阻成反比 22122221122222()()fffMMZRjXRjXZZ 22211112221111()()fffMMZRjXRjXZZ通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #332.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 3. 耦合回路的調(diào)諧耦合回路的調(diào)諧 何謂耦合回路達(dá)到諧振何謂耦合回路達(dá)到諧振： 初初級等效電路的電抗為零級等效電路的電抗為零 次次級等效電路的電抗為零級等效電路的電抗為零 初次初次級回路電抗同時為零級回路電抗同時為零 三種諧振：三種諧振： 部分諧振部分諧振：初級初級或或次級達(dá)到諧振次級達(dá)到諧振 復(fù)諧振復(fù)諧振：部分諧振部分諧振共軛匹配共軛匹配 全諧振全

26、諧振：初、次級初、次級各自各自與信號源頻率諧振，反射阻抗為純電阻與信號源頻率諧振，反射阻抗為純電阻 部分諧振部分諧振： 初級回路初級回路部分諧振：部分諧振：X11+Xf1 = 0，I1max 次級回路次級回路部分諧振：部分諧振：X22+Xf2 = 0，I2max X11、M、 X22 X11、M、 X22Z11 = R11Z22 = R22Zf 1 = Rf 1Zf 2 = Rf 2 + jX11 + jX22 + jXf 1 + jXf 2通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #342.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 復(fù)諧振復(fù)諧振： 初級部分諧振且達(dá)到共軛匹配：初級

27、部分諧振且達(dá)到共軛匹配：X11，使，使 X11+Xf1 = 0M、X22，使，使 Rf1= R11 次級部分諧振且達(dá)到共軛匹配：次級部分諧振且達(dá)到共軛匹配：X22，使，使 X22+Xf2 = 0M、X11，使，使 Rf2= R22 可以證明：初級達(dá)到復(fù)諧振時，則可以證明：初級達(dá)到復(fù)諧振時，則次級也必然達(dá)到復(fù)諧振，反之亦然次級也必然達(dá)到復(fù)諧振，反之亦然 復(fù)諧振時，次級電流值復(fù)諧振時，次級電流值達(dá)到可能達(dá)到的最大值達(dá)到可能達(dá)到的最大值 復(fù)諧振時，初次級兩個復(fù)諧振時，初次級兩個等效回路等效回路對信號源頻率諧振，對信號源頻率諧振，但兩個但兩個單獨回路單獨回路可能同時處于可能同時處于感性失諧感性失諧或或

28、容性失諧容性失諧2max,max11222SVIR R Z11 = R11Z22 = R22Zf 1 = Rf 1Zf 2 = Rf 2 + jX11 + jX22 + jXf 1 + jXf 2感性感性感性感性容性容性容性容性通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #352.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 全諧振全諧振： 單獨調(diào)整兩個諧振回路，單獨調(diào)整兩個諧振回路，使使 X11 = 0，X22 = 0，此時，此時，兩回路各自對信號源頻率兩回路各自對信號源頻率諧振，反射阻抗為諧振，反射阻抗為純電阻純電阻。 最佳全諧振最佳全諧振：改變互感：改變互感 M，使得使得 R11

29、= Rf 1，R22 = Rf 2，滿足功率匹配條件。滿足功率匹配條件。 最佳全諧振最佳全諧振是復(fù)諧振的特例，是復(fù)諧振的特例，故次級電流也為故次級電流也為 I2max,max 最佳全諧振最佳全諧振時的互感時的互感 MC121122()fMRRR 1122CR RM Z11 = R11Z22 = R22Zf 1 = Rf 1Zf 2 = Rf 2 + jX11 + jX22 + jXf 1 + jXf 22max,max11222SVIR R 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #362.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 全諧振全諧振： 臨界耦合狀態(tài)：臨界耦合狀態(tài)：最佳

30、全諧振時初次級間的耦合最佳全諧振時初次級間的耦合 耦合系數(shù)耦合系數(shù)、臨界耦合系數(shù)臨界耦合系數(shù)： 耦合因數(shù)：耦合因數(shù)：表示與臨界耦合狀態(tài)相比，耦合的相對強弱表示與臨界耦合狀態(tài)相比，耦合的相對強弱 1 強耦合強耦合Z11 = R11Z22 = R22Zf 1 = Rf 1Zf 2 = Rf 21122MkL L 121CkkkQ Q 11221122121CR RkLLQ Q 1122CR RM 111112LQR 等等效效11111LQR 使用使用 Q1 ，便于比較性能，便于比較性能通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #372.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 耦合回路耦合回路 4. 耦

31、合回路的頻率特性耦合回路的頻率特性 設(shè)設(shè) 01 = 02 = 0，Q1 = Q2 = Q ，則，則 1 = 2 = ，可證：，可證：頻率頻率特性特性 1，強耦合，出現(xiàn)雙峰：，強耦合，出現(xiàn)雙峰： 5. 耦合回路的通頻帶耦合回路的通頻帶 1 時時， 常選常選 略大于略大于 1222222max2(1)4II 121kk QQ Q 20.70221ffQ 0.7022ffQ2max0,2(1)max0,12max1,1 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #382.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器v五、選擇性濾波器五、選擇性濾波器 一體化帶來的好處：一體化帶來的好處

32、： 穩(wěn)定性好，電性能好穩(wěn)定性好，電性能好 品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù)高高 利于微型化利于微型化 便于大規(guī)模生產(chǎn)便于大規(guī)模生產(chǎn) LC 集中選擇性濾波器集中選擇性濾波器通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #392.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器 石英晶體濾波器石英晶體濾波器 (又見又見 P131) 石英晶體產(chǎn)品：石英晶體產(chǎn)品：晶體諧振器晶體諧振器、晶振晶振 石英晶體：石英晶體： SiO2 的天然晶體，六棱柱錐體的天然晶體，六棱柱錐體 Z (光軸光軸)，X (電軸電軸)，Y (機(jī)械軸機(jī)械軸) 許多切型，切割越薄，頻率越高許多切型，切割越薄，頻率越高XXXYYY晶體振蕩器晶體

33、振蕩器：基音、泛音：基音、泛音晶體濾波器晶體濾波器：帶通、帶阻帶通、帶阻通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #402.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #412.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #42Up to 170 giant, luminous obelisks - the biggest is 37.4ft long 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #43Crystal Palace - 1,000ft b

34、elow the Chihuahua Desert in Mexico 天然水晶：天然水晶：SiO2 石膏水晶：石膏水晶：CaSO4 方解石：方解石：CaCO3 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #442.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器 石英晶體的石英晶體的物理特性物理特性 具有正反壓電效應(yīng)：機(jī)械軸壓力具有正反壓電效應(yīng)：機(jī)械軸壓力 電軸電場電軸電場 具有非常穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性具有非常穩(wěn)定的物理特性和化學(xué)特性 具有多模性：基音、奇次泛音具有多模性：基音、奇次泛音 石英諧振器的石英諧振器的電特性電特性：動態(tài)電感動態(tài)電感 Lq 約約10- -3102H；動

35、態(tài)電阻；動態(tài)電阻 rq 約幾十約幾十幾百幾百 動態(tài)電容動態(tài)電容 Cq 約約10- -4101pF；安裝電容；安裝電容 C0 約約110pF符符號號基基頻頻等等效效電電路路完完整整等等效效電電路路JT通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #452.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器品質(zhì)因數(shù)品質(zhì)因數(shù) Qq可達(dá)可達(dá)104 106接入系數(shù)接入系數(shù)很小很小外電路影響小外電路影響小動態(tài)電感動態(tài)電感 Lq 約約10- -3102H；動態(tài)電阻；動態(tài)電阻 rq 約幾十約幾十幾百幾百 動態(tài)電容動態(tài)電容 Cq 約約10- -4101pF；安裝電容；安裝電容 C0 約約110pF符符號號

36、基基頻頻等等效效電電路路完完整整等等效效電電路路JT1qqqqLQrC 0qCPC 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #462.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器 串聯(lián)諧振頻率串聯(lián)諧振頻率：rLC 支路串聯(lián)諧振支路串聯(lián)諧振因因 rq XC0，JT 呈純阻性呈純阻性 rq，很小很小 q ，呈容性；，呈容性； q ，呈感性，呈感性 并聯(lián)諧振頻率并聯(lián)諧振頻率： 繼續(xù)增大，在某一頻率將與繼續(xù)增大，在某一頻率將與 C0 產(chǎn)生并產(chǎn)生并聯(lián)諧振，聯(lián)諧振，JT 又呈純阻性，又呈純阻性，阻抗很大，阻抗很大， 2/rq1qqqL C 01qpqCC容性容性容性容性 感性感性 q p

37、0X 001pqqqC CLCC 晶體自然諧振頻率晶體自然諧振頻率1qqqL C 通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #472.1 選頻網(wǎng)絡(luò)選頻網(wǎng)絡(luò) 選擇性濾波器選擇性濾波器因因 Cq V2m , V1m 0.5V，開關(guān)狀態(tài)，開關(guān)狀態(tài) 開關(guān)函數(shù)分析法開關(guān)函數(shù)分析法：比折線法更簡單：比折線法更簡單 v1 0，D 導(dǎo)通，導(dǎo)通， v1 0，D 截止，截止，iD 0 其中其中：v2 S1( 1t) 完成乘法運算完成乘法運算 若若 D 反轉(zhuǎn)，反轉(zhuǎn)，12DDLirR vv1211()DDLiStrR vv1211()DDLiStrR vv單向開關(guān)函數(shù)單向開關(guān)函數(shù)通信電子線路 第 2 章 通信電子線路分析基礎(chǔ)Page #632.2 非線性電路分析基礎(chǔ)非線性電路分析基礎(chǔ) 相乘器及其頻率變換作用相乘器及其頻率變換作用 2. 二極管平衡相乘器二極管平衡相乘器 單二極管電路乘法器，無用頻率成分過多單二極管電路乘法器，無用頻率成分過多 平衡對消技術(shù)平衡對消技術(shù) 單平衡式單平衡式 雙平衡式雙平