1、第二章第二章 高频电路基础高频电路基础高频电路中的基础电路： 高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤波高频振荡（谐振）回路、高频变压器、谐振器与滤波器。器。作用：作用： 完成信号的传输、频率的选择、阻抗变换等功能。完成信号的传输、频率的选择、阻抗变换等功能。一、高频振荡回路一、高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广泛的无源网络，高频振荡回路是高频电路中应用最广泛的无源网络，也是组成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要也是组成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件。部件。一、高频振荡回路一、高频振荡回路 高频振荡回路是高频电路中应用最广泛的无源网络，也是构成高频放大器、振荡器
2、以及各种滤波器的主要部件，在电路中完成阻抗变换、信号选择与滤波、相频转换和移相等功能。 1 1、简单振荡回路、简单振荡回路 只有一个回路的振荡回路称简单振荡回路或简单谐荡回路。只有一个回路的振荡回路称简单振荡回路或简单谐荡回路。 类型：类型：串联谐荡回路和并联谐荡回路。串联谐荡回路和并联谐荡回路。 串联谐荡回路串联谐荡回路,用于电源内阻为低内阻或低阻抗电路的场合；用于电源内阻为低内阻或低阻抗电路的场合； 并联谐荡回路并联谐荡回路，频率不是非常高的场合下应用最广范。，频率不是非常高的场合下应用最广范。 简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大或最小值的简单振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最大
3、或最小值的特性称为特性称为谐振特性谐振特性，这个特定频率称，这个特定频率称谐振频率谐振频率。简单谐振回。简单谐振回路具有谐振特性和频率选择作用。路具有谐振特性和频率选择作用。 并联谐振回路并联谐振回路 电路结构： 回路阻抗： 并联谐振频率并联谐振频率0 0： 使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率。令使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率。令ZP的虚部为零，求解方程的根就是的虚部为零，求解方程的根就是0 0 。 1211PrjLjCZrjLjC0211121QLC 回路的回路的品质因数：品质因数： 上式中，上式中，Q Q为回路的品质因数为回路的品质因数0012 3LQrCr 它是回路的一个重要参数
4、。在高频电路中通常它是回路的一个重要参数。在高频电路中通常Q Q11，所以，所以0 0 为为0112 42fLCLC0 或 谐振阻抗：谐振阻抗： 并联谐振回路在谐振时阻抗为最大，且为一纯电阻并联谐振回路在谐振时阻抗为最大，且为一纯电阻R R0 0 f = f0 (谐振时谐振时) f f0 呈容性呈容性0002 5LQRQ LCrC 谐振频率附近的阻抗特性谐振频率附近的阻抗特性 在在0 0附近附近,与与0 0相差不大。相差不大。 (2-1)(2-1)式也可表示为式也可表示为 并联谐振回路通常工作在窄带系统并联谐振回路通常工作在窄带系统, , 与与0 0相差不大相差不大00(26)1PLCrZjQ
5、220000000002227 因而因而,式式(2-6)又可简化为又可简化为 式中式中, 表征了频率偏离谐振的程度。称失谐。表征了频率偏离谐振的程度。称失谐。 为广义失谐。当为广义失谐。当 f = f0 或或 = =0时时 Zp达到最大值达到最大值R0。画出归一化的幅频特性如图。画出归一化的幅频特性如图2.2所示。所示。 00028211PRRZjjQ0 0022fQQf 通频带、选择性、矩形系数通频带、选择性、矩形系数 Q Q0 0越大，谐振曲线越尖锐，选择性越好。越大，谐振曲线越尖锐，选择性越好。 为了衡量回路对不同频率信号的通过能力，将图为了衡量回路对不同频率信号的通过能力，将图2.22
6、.2中中 所对应的频率范围称为所对应的频率范围称为通频带通频带（也称（也称 回路带宽），以回路带宽），以B0.707表示：表示： 结论：结论： B0.707与回路的与回路的Q值（选择性）相互矛盾。值（选择性）相互矛盾。012PZR0.7070229BffQ 选择性选择性: 表征了对无用信号的抑制能力，表征了对无用信号的抑制能力，Q值越高，曲线越陡峭，选择性越好，但通频值越高，曲线越陡峭，选择性越好，但通频带越窄。带越窄。 理想回路：理想回路：幅频特性在通频带内应完全幅频特性在通频带内应完全平坦。是一个矩型平坦。是一个矩型. 矩型系数矩型系数: 表征实际幅频特性与理想幅表征实际幅频特性与理想幅频
7、特性接近的程度频特性接近的程度.谐振曲线谐振曲线下降为谐振值下降为谐振值( ( f0 处处 ) )的的0.10.1时对应的频带宽度时对应的频带宽度B B0.10.1与通频带与通频带B0.707之比之比: 0.10.10.7072 10rBKB0arctan 2arctan2 11ZQ从图从图2.2(b)可求得可求得:谐振时谐振时,回路呈现纯电阻回路呈现纯电阻; 失谐时失谐时,若若 f f0 , 回路呈容性回路呈容性; 相频特性呈负斜率相频特性呈负斜率,在谐振频率处为在谐振频率处为0022 12zdQd 串联谐振回路串联谐振回路 串联谐振回路的组成、串联谐振回路的组成、电抗特性、幅频特性和相电抗
8、特性、幅频特性和相频特性如图频特性如图2.32.3所示。串所示。串联谐振角频率联谐振角频率0 0为为 通频带、巨型系数与并联通频带、巨型系数与并联谐振回路相同谐振回路相同. .0112 132fLCLC0 或 2 抽头并联振荡回路抽头并联振荡回路 定义：定义：激励源或负载与回路电感或电容部激励源或负载与回路电感或电容部分连接的并联振荡回路分连接的并联振荡回路, ,称抽头并联振荡回路。几称抽头并联振荡回路。几种常用抽头并联振荡回路如下图：种常用抽头并联振荡回路如下图： 目的：目的：通过变抽头位置或电容分压比实现回路与信源的阻抗匹配通过变抽头位置或电容分压比实现回路与信源的阻抗匹配或阻抗变换。（除
9、了或阻抗变换。（除了0、Q0、R0外，还增加了一个可调节的因子外，还增加了一个可调节的因子p） p的定义如下：的定义如下：与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同与外电路相连的那部分电抗与本回路参与分压的同性质总电抗之比，也可以以电压比来表示性质总电抗之比，也可以以电压比来表示 p=U/UT 分析分析几种常用的抽头并联谐振回路几种常用的抽头并联谐振回路 . .自耦变压器阻抗变换电路自耦变压器阻抗变换电路 (a) 自耦变压器阻抗变换电路自耦变压器阻抗变换电路 （）等效电路（）等效电路分析：分析： 初、次级的功率初、次级的功率P P1 1、P P2 2近视相等；近视相等；初、次级线圈上的电压初
10、、次级线圈上的电压U U1 1与与U U2 2之比之比为匝数比。为匝数比。 设设 N1:N2=1:n 则则 P1=P2 ； U1U2=1n 因初级功率因初级功率 ； 次级功率次级功率 故，故， 21112LUPR22212LUPR22121LLRURUn2LL21gn gLLRRn或 结论：结论： 因因n总小于总小于1，所以，所以RL等效到初级回路后阻值增大，等效到初级回路后阻值增大，从而减小了负载对回路的影响，且从而减小了负载对回路的影响，且n愈小，愈小， RL愈大，愈大，对对回路的影响回路的影响愈小。愈小。 n的大小描述了外部接入负载对回路的影响程度，将的大小描述了外部接入负载对回路的影响
11、程度，将n 定义为接入系数。定义为接入系数。 变压器阻抗变换电路变压器阻抗变换电路分析：分析： 由由 N1:N2=1:n ，得得 n = N2 / N1（接入系数）。利用（接入系数）。利用的方法，也可求得负载的方法，也可求得负载R RL L等效到初级回路的等效电阻是：等效到初级回路的等效电阻是： . . 电容分压式阻抗变换电路电容分压式阻抗变换电路2LL21gn gLLRRn或接入系数直接用电容比值表示为接入系数直接用电容比值表示为1212121211TUCCnUCCC CCC2211211()LLRRCnCC 耦合振荡回路耦合振荡回路 简单振荡回路具有一定的选频能力，结构简单，但选择性差、矩
12、简单振荡回路具有一定的选频能力，结构简单，但选择性差、矩形系数太大。在高频电路中经常用形系数太大。在高频电路中经常用耦合振荡回路耦合振荡回路-双调谐回路。双调谐回路。 耦合振荡回路的功用：耦合振荡回路的功用：进行阻抗变换以完成高频信号的传输；获进行阻抗变换以完成高频信号的传输；获得比得比简单振荡回路更好的频率特性。简单振荡回路更好的频率特性。 常见耦合振荡回路及等效电路常见耦合振荡回路及等效电路 耦合阻抗：耦合阻抗： 耦合系数：耦合系数： 互感耦合互感耦合 电容耦合电容耦合 次级回路对初级回路的作用次级回路对初级回路的作用反映阻抗反映阻抗 初级有信号激励时，初级电流通过耦合阻抗将在次级回路初级有信号激励时，初级电流通过耦合阻抗将在次级回路产生感应电势，从而产生电流，使次级对初级回路产生反产生感应电势，从而产生电流，使次级对初级回路产生反作用，该反作用以反映阻抗来等效。作用，该反作用以反映阻抗来等效。 次级回路自阻抗次级回路自阻抗 次级回路自阻抗次级回路自阻抗 初级回路自阻抗初级回路自阻抗 初级回路自阻抗初级回路自阻抗MZjM12ML Lc2c1ccccc c2f122MZZ22Z2f211MZZ11Z 广义失谐量：广义失谐量： 耦合因子：耦合因子： 临界耦合临界耦合 欠耦合欠耦合 过耦合过耦合0000L() 2QrAQA 1A 1
