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概述 LC谐振回路的选频特性 变压器或 LC 分压式阻抗变换电路 LC 选频匹配网络 章末小结第1章 LC 谐振回路返回主目录 1第1章 LC 写真 概述 LC 谐振回路是高频电路里最常用的无源网络, 包括并联回路和串联回路两种结构类型。利用 LC 谐振回路的幅频特性和相频特性,不仅可以进行选频,即从输入信号中选择出有用频率分量而抑制掉无用频率分量或噪声( 例如在选频放大器和正弦波振荡器中) ,而且还可以进行信号的频幅转换和频相转换( 例如在斜率鉴频和相位鉴频电路里) 。另外,用 L、C 元件还可以组成各种形式的阻抗变换电路和匹配电路。所以, LC 谐振回路虽然结构简单,但是在高频电路里却是不可缺少的重要组成部分,在本书所介绍的各种功能的高频电路单元里几乎都离不开它。 2 LC 谐振回路的选频特性 并联谐振回路图 (a) 是电感 L 、电容 C 和外加信号源组成的并联谐振回路。 r是电感 L的损耗电阻,电容的损耗一般可以忽略。(b) 图是其等效转换电路, g e0和R e0 分别称为回路谐振电导和回路谐振电阻。根据电路分析基础知识, 可以直接给出 LC 并联谐振回路的某些主要参数及其表达式: ?SI34 (1) 回路谐振电导 20 20 20 0)()( 1Lw rLwr rR g e e???? (2) 回路总导纳 Y = ) 1( 0 wL wc jg e?? (3) 谐振频率ω 0 = LC f LC?2 11 0?或 (4) 回路两端谐振电压 U 00 = Lwg e001 (5) 回路空载 Q值Q 0 = 0000/ 1 e egcwLwg ? 5 (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。 N(f)= 20 2 00/)2 12(1 1 eg fL fc U U?????由N(f)定义可知, 它的值总是小于或等于1。由式()和式()可得: 6 Lwg Lw LwL wcw g wL wc ee00 00 01???)()( 00 0 00 0f ff fQw ww wQ????所以 N (f)= 200 20)(1 1f ff fQ??定义相对失谐ε= 00f ff f?,当失谐不大时,即f与f 0相差很小时,ε= 00 0 0 00002)(2 )()(f ff ffff fffff ff f???????? 7 所以 N(f) = 20 20) 2(1 1f fQ ??根据式()可作出单位谐振曲线N(f)。。(7) 通频带、选择性、矩形系数。,Q 0 越大,谐振曲线越尖锐,选择性越好。为了衡量回路对于不同频率信号的通过能力,定义单位谐振曲线上N(f) ≥所包含的频率范围为回路的通频带, 用BW 表示。在图上BW =f 2-f 1,取 2 18 2 1) 2(1 1)( 20 20????f fQ fN可得 1 2 0 0???f fQ1 )(2 0 020??f ffQ1 )(2 0 010???f ffQ将式()减去式(), 可得到: 2 )(2 0 120??f ffQ 9 所以 BW =f 2 -f 1 = () 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 、高度为1的矩形。 0 0Q f10