《《LC谐振回路》PPT课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《LC谐振回路》PPT课件.ppt（31页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、第二第二讲LC谐振回路振回路LCLC谐振回路振回路2.12.1概述概述2.22.2LC谐振回路的振回路的选频特性特性 2.32.3LC分分压式阻抗式阻抗变换电路路2.42.4小小结LC谐振回路是高振回路是高频电路里最常用的无源网路里最常用的无源网络。2.1 2.1 概概 述述并并联回路、串回路、串联回路回路1 1、选频（选频放大器和正弦波振放大器和正弦波振荡器）器）类型：型：2 2、频幅幅转换和和频相相转换(斜率斜率鉴频和相位和相位鉴频）3 3、组成各种形式的阻抗成各种形式的阻抗变换电路和匹配路和匹配电路。路。作用：作用：LCLC谐振回路振回路2.2 LC2.2 LC谐振回路的选频特性谐振回路
2、的选频特性 2.2.1 2.2.1 串联谐振回路串联谐振回路图2-1串联谐振回路LCLC谐振回路振回路谐振振频率率f 0=谐振振时，上式虚部，上式虚部为零。零。回路回路总阻抗阻抗ZRL+r，出出现最小最小值。回路回路电流最大。流最大。回路回路总阻抗阻抗LCLC谐振回路振回路品品质因数因数 衡量衡量电感上的感上的损耗的物理量，用耗的物理量，用Q来表示。来表示。表征了无功功率与有功功率的比表征了无功功率与有功功率的比值。其。其值越大，越大，损耗越小。耗越小。空空载值定定义为 回路有回路有载值由此，可知由此，可知谐振振时：在某些在某些频段内，品段内，品质因数可因数可视为常量。常量。LCLC谐振回路振
3、回路谐振特性振特性1 1、谐振振时，回路呈，回路呈纯阻性。阻性。时，回路呈容性，反之呈感性。，回路呈容性，反之呈感性。2 2、谐振振时，电源端源端电压与与电流同相，流同相，电流出流出现最大最大值。电源源电压全部加在全部加在电阻上。阻上。3 3、电容与容与电感不分担感不分担电源源电压，它，它们之之间进行行能量交能量交换。4 4、电容与容与电感上出感上出现最大最大电压，是，是电源源电压的的 Q倍。倍。LCLC谐振回路振回路2.2.2 2.2.2 并联谐振回路并联谐振回路 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：LCLC谐振回路振回路阻抗阻抗电路的串路的串并并联等
4、效等效转换应使使LCLC谐振回路振回路由于由于Q值不不变，有，有因此，当串因此，当串联形式形式转换为并并联形式形式时，有，有LCLC谐振回路振回路 当当时，(1)(1)回路回路谐振振电导 (2)(2)回路回路总导纳(3)(3)谐振振频率率LCLC谐振回路振回路(4)(4)回路空回路空载Q值(5)(5)回路有回路有载Q值为所有并所有并联支路的支路的总电导之和。之和。LCLC谐振回路振回路 谐振特性振特性1 1、谐振振时，回路呈，回路呈纯阻性，出阻性，出现最大最大电阻阻值。时，回路呈感性，反之呈容性。，回路呈感性，反之呈容性。2 2、谐振振时，电源端源端电压与与电流同相，流同相，电压出出现最大最大
5、值。电源源电流全部加在流全部加在电阻上。阻上。3 3、电容与容与电感上出感上出现最大最大电流，是流，是电源源电流的流的Q倍。倍。LCLC谐振回路振回路单位位谐振曲振曲线谐振曲振曲线回路回路电压（或（或电流）与外加信号源流）与外加信号源频率之率之间的幅的幅频特性曲特性曲线单位位谐振曲振曲线任意任意频率下的回路率下的回路电压（或（或电流）与流）与谐振振时回路回路电压（或（或电流）之比。流）之比。LCLC谐振回路振回路LCLC谐振回路振回路 失失谐量量广广义失失谐量量绝对失失谐量量或LCLC谐振回路振回路为幅幅频特性。特性。为相相频特性。特性。LCLC谐振回路振回路LCLC谐振回路振回路通通频带通通
6、频带 使使电压（或（或电流）下降到流）下降到谐振振电压（或（或电流）流）的某种比例的某种比例值的的频带宽度。典型的有：度。典型的有：（比例（比例为70.7%70.7%）（比例（比例为10%10%）求解求解时，应有有LCLC谐振回路振回路合理的解合理的解为：即即 通通频带与回路与回路值成反比。所以，成反比。所以，值越高，越高，通通频带却越窄，但却越窄，但谐振曲振曲线越陡峭，越陡峭，选择性越好。性越好。结论一个理想的一个理想的谐振回路，振回路，其幅其幅频特性曲特性曲线应该是通是通频带内完全平坦，信号可以无衰减通内完全平坦，信号可以无衰减通过，而，而在通在通频带以外以外则为零，信号完全通不零，信号完
7、全通不过。LCLC谐振回路振回路矩形系数矩形系数 矩形系数矩形系数定定义为频带范范围与与通通频带之比，之比，即即:由定由定义可知，可知，是一个大于或等于的数，是一个大于或等于的数，其其数数值越小，越小，则对应的幅的幅频特性越理想。它特性越理想。它反反应了了实际幅幅频特性曲特性曲线接近理想幅接近理想幅频特性曲特性曲线的程度。的程度。LCLC谐振回路振回路2.2.3 2.2.3 串、串、并联谐振回路阻抗特性比较并联谐振回路阻抗特性比较 图2-5阻抗特性曲线串联并联LCLC谐振回路振回路 在在实际选频应用用时，串串联回回路路适适合合与与信信号号源源和和负载串串联连接接，使使有有用用信信号号通通过回回
8、路路有有效效地地传送送给负载。并并联回回路路适适合合与与信信号号源源和和负载并并联连接接，使使有用信号在有用信号在负载上的上的电压振幅增大。振幅增大。串串联 谐振振频率点的阻抗最率点的阻抗最小小，相，相频特性曲特性曲线斜率斜率为 正正。串串联回路在回路在谐振振时，通，通过电流流最大。最大。并并联 谐振振频率点的阻抗最率点的阻抗最大大，相，相频特性曲特性曲线斜率斜率为 负。并并联回路在回路在谐振振时，通，通过电压最大。最大。LCLC谐振回路振回路 例例11设一一放放大大器器以以简单并并联振振荡回回路路为负载,信号中心信号中心频率率fs=10MHz,回路回路电容容C=50 pF,(1)(1)试计算
9、所需的算所需的线圈圈电感感值。(2)(2)若若线圈品圈品质因数因数为Q=100,计算回路算回路谐振振电阻及阻及带宽。(3)(3)若放大器所需的若放大器所需的带宽B,则应在回在回路上并路上并联多大多大电阻才能阻才能满足放大器所需足放大器所需带宽要求要求?LCLC谐振回路振回路2解：1LCLC谐振回路振回路33设回路上并回路上并联电阻阻为R1,并并联后的后的总电阻阻为R1R0,总的回路有的回路有载品品质因数因数为Qe.由由带宽公式公式,有有回路回路总电阻阻为此此时要求的要求的带宽B B=0.5MHz,=0.5MHz,故故需要在回路上并需要在回路上并联7.97k7.97k的的电阻。阻。LCLC谐振回
10、路振回路 2.3 2.3 电容分压式阻抗变换电路电容分压式阻抗变换电路LCLC谐振回路振回路 变换前后能量守衡。前后能量守衡。其中，其中，n n为接入系数，接入系数，小于。小于。LCLC谐振回路振回路例例2 2 某某接接收收机机输入入回回路路的的简化化电路路如如图所所示示。已已知知1 1=5pF=5pF，2 2=15pF=15pF，s s=75=75，L L=300=300。为了了使使电路路匹匹配配，即即负载L L等等效效到到回回路路输入入端端的的电阻阻等等于于s s，则，线圈圈初初、次次级匝匝数数比比1 12 2应该是多少？是多少？LCLC谐振回路振回路解：解：从从电容低端折入高端，容低端折
11、入高端，电阻阻为：从从电感高端等效到低端（感高端等效到低端（输入端）的入端）的电阻阻为：所以所以LCLC谐振回路振回路1.5 1.5 小结小结选频特特性性 LC并并联谐振振回回路路幅幅频特特性性曲曲线所所显示示的的选频特性在高特性在高频电路里有着非常重要的作用。路里有着非常重要的作用。选频性性能能的的好好坏坏可可由由通通频带和和选择性性(回回路路Q值)这两个相互矛盾的指两个相互矛盾的指标来衡量。来衡量。矩矩形形系系数数则是是综合合说明明这两两个个指指标的的一一个个参参数数，可可以以衡衡量量实际幅幅频特特性性接接近近理理想想幅幅频特特性性的的程程度度。矩矩形系数越小，形系数越小，则幅幅频特性越理想。特性越理想。LCLC谐振回路振回路相相频特特性性 LC并并联谐振振回回路路阻阻抗抗的的相相频特特性性是是具具有有负斜斜率率的的单调变化化的的曲曲线，在在分分析析LC正正弦弦波波振振荡电路路的的稳定定性性时有有很很大大作作用用，而而且且可可以以利利用用曲曲线中中的的线性性部部分分进行行频率率与与相相位位的的线性性转换，这在在相相位位鉴频电路里得到了路里得到了应用。用。幅幅频特性特性LC并并联谐振回路阻抗的幅振回路阻抗的幅频特性曲特性曲线中中的的线性部分性部分为频率与幅度的率与幅度的线性性转换提供了依据，提供了依据，在斜率在斜率鉴频电路里得到了路里得到了应用。用。LCLC谐振回路振回路