通信电子电路基础串联谐振.ppt

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1、1,第二次课 复 习,调制信号：载波：调制：调制方式：调幅、调频、调相已调信号：解调：无线电信号的发射：无线电信号的接收：频带的资源性：,2,第一章 通信电子电路基础,几个基本概念 带宽：通信线路传递数据的能力。带宽越宽，通信容量越大。通频带：是通信电路频率响应的一个重要指标。通频 带愈宽,通信电路工作的频率范围愈宽。在放大电 路中，通频带反映电路对不同频率信号 的放大能力；输入信号只有落在通频带内，经过电路 后，输出与输入波形才相同，不产生失真。,半功率点,下限频率,上限频率,3,选择性：电子设备在众多频率中选出有用频率,并抑制 不需频率的能力。谐振曲线愈尖锐，选择性愈好。注意：选择性与通频

2、带是矛盾的。灵敏度：电子设备捕获微弱信号的能力。随着 传输距离的增加，传输信号变弱，高灵敏度的 电子设备仍可以接收数据，维持稳定连接，大 幅提高传输距离。,4,Q值（品质因数）：储能器件(如电感线圈、电容 等)或谐振电路所储能量与损耗能量之比。,对电感元件:,对电容元件:,Q值愈大，损耗愈小。Q值愈大，曲线愈尖锐，回路的选择性愈好。Q值愈大，通频带愈窄，信息容量愈小。,5,第一章 通信电子电路基础,1.2.1 串联谐振回路,1 基本原理,一、串联谐振回路的组成,由 R、L、C、VS 组成,主要包括三部分：电感线圈的损耗电阻r，信号源内阻RS，负载电阻RL。R=r+RS+RL,为回路提供能量的信

3、号源。,6,阻抗：,第一章 通信电子电路基础,7,湖南理工学院物理与电子信息系,电抗：,电流：,第一章 通信电子电路基础,8,串联谐振频率：,串联谐振阻抗：,串联谐振电流：,或,由X=0,第一章 通信电子电路基础,9,=0，X=0，|Z|=R，,二、讨论：电抗特性随的变化,串联谐振,0，X0，Z呈感性，为正值,0，X0，Z呈容性，为负值,第一章 通信电子电路基础,10,三、串联谐振回路的特点,1.谐振时，阻抗最小，电流最大，=0,2.谐振时，电感和电容上的电压很高,所以，VL0或VC0要比VS高几十到几百倍，故串联谐振又称电压谐振，须考虑元件的耐压问题。,回路的有载品质因素一般为几十到几百,第

4、一章 通信电子电路基础,11,湖南理工学院物理与电子信息系,一、相对谐振曲线,图3.1.4 串联振荡回路的谐振曲线,Q值越高，谐振曲线越尖锐，回路的选择性越好。,第一章 通信电子电路基础,指:任意频率下的回路电流与谐振时的回路电路之比,12,湖南理工学院物理与电子信息系,二、通用谐振曲线,主要研究谐振频率附近的特性,1.绝对失谐：,称为绝对失谐。在接近0附近，,有：,第一章 通信电子电路基础,13,2.广义失谐（一般失谐）,仍具有失谐的含义，,串联振荡回路的通用谐振曲线,（12）,通用谐振方程、曲线：,第一章 通信电子电路基础,14,湖南理工学院物理与电子信息系,三、通频带,1.回路通频带定义

5、,保持 值不变，当频率分别为1和2时,则称2-1为回路的通频带：,，或,（13）,图 3.1.6 串联振荡回路的通频带,1，2边界角频率(下限频率,上限频率),亦叫“半功率点”。,第一章 通信电子电路基础,15,2.通频带计算公式,或,（14）,第一章 通信电子电路基础,16,相位特性曲线,一、定义、方程、曲线,回路电流 相对于信号源电压 的相角随频率变化的曲线。,相位特性的方程式为：,串联谐振回路的相位特性曲线,Q值越大，曲线在0附近越陡峭,定义,第一章 通信电子电路基础,17,二、通用相位特性曲线,图3.1.8 串联振荡回路通用相位特性,第一章 通信电子电路基础,18,串联回路与信号源和负

6、载的连接,一、等效品质因素QL,等效品质因素QL：,（17）,设电感线圈电阻为r，信号源内阻为RS，负载电阻为RL，则回路总电阻R：,称为回路的固有品质因素。,（18）,第一章 通信电子电路基础,19,湖南理工学院物理与电子信息系,串联回路与信号源和负载的连接,二、讨论,1.RS与RL的影响,RS与RL使QL值下降,2.串联电路与信号源的连接,RS越小，QL越大，回路选择性越好。,串联回路适宜与电压信号源连接。,第一章 通信电子电路基础,20,3.串联电路与负载的连接,RL越小，QL越大，回路选择性越好。,串联回路连接的负载RL要小。,第一章 通信电子电路基础,21,例1.1 给定串联谐振回路

7、的f0=1.5MHz，C0=100pF,谐振时电阻R=5。(1)试求Q0和L0.(2)若信号源电压振幅Vsm=1mV,求谐振时回路中电流I0及回路元件上的电压VL0m和VC0m.,解：,22,例1.2 串联谐振回路如图。信号源频率f0=1MHz，电压振幅Vsm=0.1V.将11端短路，电容调到100PF时谐振。此时，电容C两端的电压为10V。如将11端开路再串接一阻抗Zx（电阻与电容串联），则回路失谐，C调到200PF时重新谐振，电容两端电压变为2.5V.试求线圈的电感量L,品质因数Q0，未知阻抗Zx。,11端开路后再接入Zx，回路重新谐振，由于L不变，则前后两次的总容量相等，则有：,解：,23,（C+Cx）两端电压 即电感两端电压，即：,24,小结,串联谐振电路、串联谐振；,谐振特性曲线，Q值与选择性、通频带；,相位特性曲线；,串联回路与信号源的连接。,下次课内容：并联谐振回路，串/并联阻抗互换及 抽头阻抗变换。,第一章 通信电子电路基础,