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1、功能：选出有用信号，滤除或抑制无用信号功能：选出有用信号，滤除或抑制无用信号 LC回路回路种类种类 集中选择性滤波器（声表面波滤波器、陶瓷滤波器、集中选择性滤波器（声表面波滤波器、陶瓷滤波器、石英晶体滤波器）石英晶体滤波器）电路特征电路特征无源线性网络无源线性网络 幅频特性幅频特性性能描述性能描述 相频特性相频特性1.1 1.1 选频回路的指标选频回路的指标第1页/共45页(1)中心频率中心频率(2)通频带通频带 BW3dB(3)带内波动带内波动(4)选择性与矩形系数选择性与矩形系数(5)插入损耗插入损耗(6)输入输出阻抗输入输出阻抗 RinRout PoutPin选频选频回路回路BW20dB
2、1、幅频特性、幅频特性第2页/共45页相频特性相频特性斜率斜率：称为称为群时延群时延结果：通频带内不同频率信号延迟相同时间结果：通频带内不同频率信号延迟相同时间要求：在通频带内要求：在通频带内群时延为常数群时延为常数表现：相频特性为表现：相频特性为线性线性不产生相位失真不产生相位失真2、相频特性、相频特性第3页/共45页电阻电阻 r 电导电导G阻抗阻抗Z 导纳导纳Y电感电感L 电容电容C电容电容C 电感电感L电压源电压源VS 电流源电流源IS电流电流 I 电压电压 V电路的对偶性电路的对偶性串联串联 并联并联I1.2 1.2 LC 串并联谐振回路串并联谐振回路第4页/共45页1.并联谐振回路并
3、联谐振回路标准电路形式标准电路形式回路输入导纳回路输入导纳谐振谐振的定义的定义:为纯电阻为纯电阻谐振频率谐振频率谐振谐振的基本概念与特性的基本概念与特性第5页/共45页1.阻抗特性阻抗特性2.电压特性电压特性 输出电压最大且与信号源同相输出电压最大且与信号源同相3.品质因数品质因数Q谐振时的特点谐振时的特点第6页/共45页电感电流电感电流电容电流电容电流特点：特点：电抗支路的电流比信号源电抗支路的电流比信号源大大Q倍倍4.电流特性电流特性第7页/共45页表1.2.1串并联特性对照表并联串联电路结构L.C.G并联C.L.r串联激励信号源电流源电压源谐振角频率谐振阻抗品质因数谐振时电流(电压)2.
4、串联谐振回路串联谐振回路第8页/共45页分析内容分析内容:回路输出电压回路输出电压(电流电流)及回路阻抗及回路阻抗随频率变化特性随频率变化特性输出电压输出电压:广义失谐广义失谐:说明说明:1.输出电压是输出电压是复数复数2.输出电压输出电压与频率有关与频率有关3.阻抗阻抗 频率频率特性与特性与电压电压 频率频率特性相同特性相同 (因为因为 ，而，而 为常数为常数 )1.并联谐振回路并联谐振回路选频特性选频特性第9页/共45页近似条件近似条件:其中：其中：公式：公式：讨论讨论谐振频率附近谐振频率附近的选频特性的选频特性第10页/共45页（1）（归一化选频特性）（归一化选频特性）公式：公式：选择性
5、选择性回路的回路的 值越高，选择性越好值越高，选择性越好 注意：注意：高的高的选择性与选择性与宽的宽的通频带对通频带对 的要求是矛盾的的要求是矛盾的 通频带通频带令令 得得:大，通频带很难窄大，通频带很难窄高，通频带窄高，通频带窄 矩形系数矩形系数 进一步说明单并联回路对进一步说明单并联回路对高的选择性高的选择性与与宽的通频带宽的通频带这对这对矛盾不能兼顾矛盾不能兼顾1幅频特性幅频特性第11页/共45页公式：公式：谐振时谐振时含义：回路阻抗呈纯电阻，输出电压与信号电流同相含义：回路阻抗呈纯电阻，输出电压与信号电流同相 失谐时失谐时当当 时时 ，并联，并联回路阻抗呈回路阻抗呈感性感性；当当 时时
6、 ，并联并联回路阻抗呈回路阻抗呈容性容性。注意注意:回路的回路的阻抗性质阻抗性质会随频率而会随频率而变变问题：问题：回路通频带点上回路通频带点上 电抗特性曲线电抗特性曲线（设回路（设回路 ）相频特性曲线斜率相频特性曲线斜率 特点：特点：负斜率负斜率 越大，相频特性越陡越大，相频特性越陡 Q大大（2）相频特性）相频特性第12页/共45页 线性相频范围线性相频范围 当当 时，时，相频特性相频特性 呈呈线性线性公式公式：特征：特征：相频特性呈线性关系的频率范围与相频特性呈线性关系的频率范围与 成反比成反比 Q大大第13页/共45页变量对偶变量对偶时，时，特性曲线特性曲线相同相同变量相同变量相同时时，
7、特性曲线特性曲线 变化相反变化相反对偶特性应用：对偶特性应用：I电路电路相频特性相频特性电抗特性电抗特性选频特性选频特性V/V02.串联谐振回路的选频特串联谐振回路的选频特性性第14页/共45页1.1.实际并联回路实际并联回路考虑损耗的线圈的等效电路考虑损耗的线圈的等效电路串联小电阻串联小电阻 r r 实际并联回路电路形式实际并联回路电路形式分析方法分析方法等效等效 1.实际的线圈实际的线圈(或电容或电容)是有损耗的是有损耗的-等效电路如何等效电路如何 2.并联回路的前后接有信号源与负载并联回路的前后接有信号源与负载-对对 的影响的影响讨论的意义：讨论的意义：实际并联回路与实际并联回路与有载有
8、载Q第15页/共45页等效：等效：实部相等：实部相等：虚部相等：虚部相等：定义：定义：支路支路 串联支路串联支路并联支路并联支路两者相等两者相等（1）串并联支路阻抗变换）串并联支路阻抗变换第16页/共45页虚部为零：虚部为零：由于：由于：注意：注意：实际并联回路参数：实际并联回路参数：实际谐振频率实际谐振频率 与与L、C、r 的关系的关系1.电路结构电路结构与与参数计算参数计算第22页/共45页当当 ，则则L网络如图示网络如图示L网络网络串联支路串联支路电抗电抗 L网络网络并联支路并联支路电抗电抗 例例1-3-2 已知信号源内阻已知信号源内阻 =12 ，并串有寄生电感并串有寄生电感 =1.2
9、。负载电阻负载电阻为为 =58 并带有并联的寄生电容并带有并联的寄生电容=1.8PF，工作频率为工作频率为 。设计设计 L 匹配网络，使信号源与负载达共轭匹配。匹配网络，使信号源与负载达共轭匹配。例1-3-2第24页/共45页2.带宽带宽谐振阻抗谐振阻抗谐振，开路谐振，开路谐振，短路谐振，短路谐振阻抗谐振阻抗回路回路带宽带宽回路回路Q=1/2 支路支路Q回路有载回路有载回路回路Q=1/2 支路支路Q回路有载回路有载第25页/共45页引出：当对匹配网络有更高的滤波要求时，采用引出：当对匹配网络有更高的滤波要求时，采用三电抗元件三电抗元件组成组成 和和 T 型匹配网络型匹配网络分析方法：分析方法：
10、分解为两个分解为两个 L 网络，网络，设置一个假想中间电阻设置一个假想中间电阻两个两个L网络的网络的Q分别是分别是由于由于 是未知数，因此可以假设一个是未知数，因此可以假设一个 Q 1 或或 Q 2假设假设Q 的原则：的原则：根据滤波要求，设置一个高根据滤波要求，设置一个高Q当当 时时，Q2=Q当当 时时，Q1=Q网络的带宽：由高网络的带宽：由高 Q 决定决定 和和 T 型匹配网络型匹配网络第26页/共45页例例1-3-3：设计一个设计一个 型匹配网络，完成型匹配网络，完成源电阻源电阻和和负载电阻负载电阻 间的阻抗变换。间的阻抗变换。工作频率工作频率 MHzMHz，假设，假设大的一个有载大的一
11、个有载 。对应对应L网络的网络的Q为：为：解：用解：用L网络网络是否可以？是否可以？回路有载回路有载Q为：为：不满足题目要求，所以不满足题目要求，所以必须必须用用三电抗元件三电抗元件的变换网络的变换网络第27页/共45页设网络由设网络由 L 和和 C1、C2 组成，组成，将将L分成分成 L1 和和 L2 两个电感。两个电感。网络网络源端源端 L 网络网络负载端负载端 L 网络网络Rinter中间电阻中间电阻首先确定首先确定此此大的大的有载有载 4 4 是在源端还是负载端是在源端还是负载端？必定必定是是负载端负载端的的L网络的有载网络的有载 因为因为设负载端设负载端L网络的网络的Q 为为Q2，则
12、，则由于由于 ，因此此设计，因此此设计方案是可行方案是可行的的 第28页/共45页负载端负载端 L 网络的网络的并联电容支路并联电容支路为为负载端负载端串联串联电感支路电感支路为：为：对对源端源端的的 L 网络，网络，其每条臂的其每条臂的 Q 值值为：为：源端源端串联电感支路串联电感支路有有 源端源端并联电容支路并联电容支路有有总电感总电感为：为：Rinter第29页/共45页1.阻抗园图的基本知识阻抗园图的基本知识圆图上的任何一点描述的是圆图上的任何一点描述的是电阻和电抗的串联电阻和电抗的串联 纯电抗纯电抗R=0关键概念：关键概念：等电阻园、等电抗弧线等电阻园、等电抗弧线感性区、容性区感性区
13、、容性区纯电阻线、纯电抗园纯电阻线、纯电抗园短路点、开路点短路点、开路点实际阻抗实际阻抗参考阻抗参考阻抗园图上表示归一化阻抗园图上表示归一化阻抗用用Smith圆图设计匹配网络圆图设计匹配网络第30页/共45页（1）.串并联支路互换串并联支路互换等效的两串并联支路互为倒数等效的两串并联支路互为倒数在园图上的操作：在园图上的操作：求点求点M（ZS）关于园图中心的）关于园图中心的中心对称点中心对称点N（YP)串联支路串联支路阻抗阻抗并联支路并联支路导纳导纳结论：结论：园图上寻找阻抗与其等效的导纳操作园图上寻找阻抗与其等效的导纳操作 旋转旋转180度度2.园图上的操作园图上的操作第31页/共45页阻抗
14、园图：阻抗园图：图上的点表示电阻和电抗的串联图上的点表示电阻和电抗的串联导纳园图：导纳园图：园图上的点表示电导和电纳的并联园图上的点表示电导和电纳的并联可以将可以将同一个园同一个园既看作既看作阻抗园阻抗园又看作又看作导纳园导纳园阻抗园阻抗园导纳园导纳园归一化电阻和电抗串联归一化电阻和电抗串联归一化电导和电纳并联归一化电导和电纳并联点点园园等电阻等电阻等电导等电导上半园弧上半园弧正电抗（电感）正电抗（电感）正电纳（电容）正电纳（电容）下半园弧下半园弧负电抗（电容）负电抗（电容）负电纳（电感）负电纳（电感）最左点最左点短路短路开路开路最右点最右点开路开路短路短路第32页/共45页（2）.串联一个元
15、件串联一个元件采用阻抗园图：采用阻抗园图：串联串联电感电感，沿等，沿等 r 园园顺时针顺时针移动移动串联串联电容电容，沿等，沿等 r 园园逆时针逆时针移动移动串联串联电阻电阻，沿等，沿等 x 弧线移动弧线移动（3）.并联一个元件并联一个元件采用导纳园图采用导纳园图并联并联电感电感，沿等，沿等 g 园园逆时针逆时针移动移动并联并联电容电容，沿等，沿等 g 园园顺时针顺时针移动移动第33页/共45页(1)R(1)RS S 和和 R RL L均为纯电阻均为纯电阻例例1-3-4：设设 ，设计一个设计一个L网络对其进行匹配。网络对其进行匹配。解解:由于由于 ,所以所以 L 网络如图网络如图以高通型为例分
16、析以高通型为例分析和电感和电感L L并联并联的操作是在的操作是在导纳圆图导纳圆图上上 归一化的负载归一化的负载电导电导为为 ，信号源内阻信号源内阻 与电容与电容 C 串联串联，采用，采用阻抗圆图阻抗圆图。归一化的信号源归一化的信号源电阻电阻为为 ，2.L 匹配网络设计匹配网络设计第34页/共45页归一化负载归一化负载电导电导 点点A归一化源归一化源电阻电阻 点点B从点A出发,沿等 圆逆时针移动 终点终点?L 未知未知,但一定在半圆但一定在半圆Y AB上上串联电容串联电容C采用导纳圆图采用导纳圆图采用阻抗圆图采用阻抗圆图,负载 与电感L并联将将 与电感与电感L L并联并联YAB化为串联化为串联
17、求求Y AB的中心对称圆的中心对称圆 Z ZAB AB,但串联但串联 C的结果应变为纯电阻的结果应变为纯电阻,即到达点即到达点B 求串联电容求串联电容 C采用阻抗园图采用阻抗园图 求电感求电感L从点从点B出发，沿等出发，沿等 画圆弧，与画圆弧，与Z ZABAB相交于相交于点点M ，弧长，弧长MB即为归一化容抗即为归一化容抗 求点求点M的中心对称点的中心对称点N，N一定在半圆一定在半圆 YAB上，弧长上，弧长AN即为归一即为归一化感纳化感纳C未知？未知？第35页/共45页1.概述概述理想变压器理想变压器阻抗变换比阻抗变换比实际变压器：实际变压器：II1I2热损耗热损耗理想变压器理想变压器磁芯损耗
18、磁芯损耗分布电容分布电容初级电感量初级电感量漏感漏感带宽无穷带宽无穷无损耗、无漏感、初级电感量无损耗、无漏感、初级电感量 L1无穷无穷影响频带主要因素影响频带主要因素低端低端高端高端宽带阻抗变换网络宽带阻抗变换网络第36页/共45页变压器1第37页/共45页变压器2第38页/共45页（1）.传输线的概念与应用条件传输线的概念与应用条件 特性阻抗特性阻抗行波状态行波状态输入阻抗输入阻抗无损耗无损耗线长线长线长线长 与传输信号的波长与传输信号的波长 可比拟可比拟（2）.传输线变压器的结构传输线变压器的结构传输线、高导磁率磁芯、传输线、高导磁率磁芯、V1V2I2I1V1=V2、I1=I22.传输线变
19、压器结构与特点传输线变压器结构与特点第39页/共45页（3）.传输线变压器传输能量的方式传输线变压器传输能量的方式高频段高频段传输线方式传输线方式低频段低频段变压器方式变压器方式（4）.影响传输线变压器频带的因素影响传输线变压器频带的因素特点：特点：频带宽频带宽高频宽带变压器高频宽带变压器低端：低端：初级线圈电感量初级线圈电感量高端：高端：线长线长？第40页/共45页（1）.平衡与不平衡变换平衡与不平衡变换匹配条件匹配条件3.传输线变压器传输线变压器 的应用的应用第41页/共45页（2）.阻抗变换阻抗变换传输线变压器实现阻抗变换特点传输线变压器实现阻抗变换特点特定的变换比特定的变换比1 4 与
20、与 4 1 阻抗变换阻抗变换结构：一对传输线变压器结构：一对传输线变压器一根短路线一根短路线证明：证明：匹配条件：匹配条件：匹配条件一般公式匹配条件一般公式第42页/共45页 1.4 集中选频滤波器集中选频滤波器高频滤波器分类：高频滤波器分类：LC滤波器、集中选频滤波器滤波器、集中选频滤波器常用集中选频滤波器：陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、声表面波滤波器常用集中选频滤波器：陶瓷滤波器、石英晶体滤波器、声表面波滤波器集中选频滤波器特点：体积小、重量轻、矩形系数好、成本低集中选频滤波器特点：体积小、重量轻、矩形系数好、成本低符号符号主要指标（声表面波滤波器）主要指标（声表面波滤波器）中心频率 MHz10 1500相对带宽50%以上最小带宽 KHz100矩形系数1.15带外抑制 dB60以上带内波动 dB0.05插入损耗 dB625使用注意事项使用注意事项具有一定的插入损耗具有一定的插入损耗输入、输出端应匹配输入、输出端应匹配第43页/共45页1.5 集成电感集成电感螺旋电感螺旋电感形状与结构形状与结构平面、螺旋平面、螺旋主要参数主要参数:r（2）Q值值 较小（较小（10）L（1）电感量电感量 L nH级级 连接线电感连接线电感C（3）工作频率工作频率 （小于自谐振频率）（小于自谐振频率）第44页/共45页感谢您的观看！第45页/共45页