高频电路-基础知识
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1、第1章 基 础 知 识 1.1 谐振回路的选频特性和阻抗变换特性谐振回路的选频特性和阻抗变换特性 1.2 集中选频滤波器集中选频滤波器 1.3 电噪声电噪声 1.4 反馈控制电路原理及其分析方法反馈控制电路原理及其分析方法第1章 基 础 知 识 第1章 基 础 知 识 1.1 LC谐振回路谐振回路的的选频特性选频特性和和阻抗变换特性阻抗变换特性 LC谐振回路是通信电路中最常用的无源网络。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，在小信号谐振放大器、谐振功率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
2、相转换(例如，在斜率鉴频和相位鉴频电路中)。另外，用L、C元件还可以组成各种形式的阻抗变换电路。 所以，LC谐振回路虽然结构简单，但是在通信电路中却是不可缺少的重要组成部分。 第1章 基 础 知 识 补充知识点（一）补充知识点（一）RLC串联谐振电路串联谐振电路一、谐振及谐振条件一、谐振及谐振条件1、谐振、谐振 下图所示为下图所示为R R、L L和和C C组成串联谐振电路。组成串联谐振电路。第1章 基 础 知 识 电路的等效阻抗为电路的等效阻抗为)1j(wCwLRZZZZCLR 当正弦电压的频率当正弦电压的频率w变化时，电路的等效复变化时，电路的等效复阻抗阻抗Z 随之变化。随之变化。 当感抗当
3、感抗wLwL等于容抗（等于容抗（1/wC1/wC）时，复阻抗）时，复阻抗Z = RZ = R，串，串联电路的等效复阻抗变成了纯电阻，端电压与端电流联电路的等效复阻抗变成了纯电阻，端电压与端电流同相，这时就称电路发生了串联谐振。同相，这时就称电路发生了串联谐振。 第1章 基 础 知 识 2、谐振条件、谐振条件 由以上分析可以得出串联谐振电路的谐振条件为由以上分析可以得出串联谐振电路的谐振条件为LCww10 w0称为电路的固有谐振称为电路的固有谐振角频率，简称谐振角频率，角频率，简称谐振角频率，它由元件参数它由元件参数L和和C确定。确定。 用频率表示的谐振条件为用频率表示的谐振条件为LCff210
4、第1章 基 础 知 识 RLCRLC串联电路在谐振时的感抗和容抗相等，其值称为谐串联电路在谐振时的感抗和容抗相等，其值称为谐振电路的振电路的特性阻抗特性阻抗，用，用 表示，即表示，即CLCwLw001二、谐振时的电压和电流二、谐振时的电压和电流n 谐振时的电流：谐振时的电流：RUZUISS有效值为有效值为ZUI 可见谐振时可见谐振时电路中电流最大，电路中电流最大，且与电压源电压且与电压源电压同相。这就是收同相。这就是收音机选择节目的音机选择节目的原理。原理。 第1章 基 础 知 识 n 谐振时的电压：谐振时的电压：SUIRUR电阻上电压电阻上电压电感上电压电感上电压SS0jjUjQURLwIw
5、LUL电容上电压电容上电压SS00j1jj1UQURCwICwUC其中其中RRCwRLwQ001第1章 基 础 知 识 结论： 谐振时电感和电容电压的大小相等，符号相反，其大小谐振时电感和电容电压的大小相等，符号相反，其大小都等于电源电压的都等于电源电压的Q Q倍。电阻电压等于电源电压。倍。电阻电压等于电源电压。 n 谐振电路的品质因数：谐振电路的品质因数： Q Q称为串联谐振电路的称为串联谐振电路的品质因数品质因数，它是衡量电路特性的一，它是衡量电路特性的一个重要物理量，个重要物理量，它取决于电路的参数它取决于电路的参数。谐振电路的。谐振电路的Q Q值一般在值一般在5050200200之间，
6、因此外加电源电压即使不很高，串联谐振时电之间，因此外加电源电压即使不很高，串联谐振时电感和电容上的电压仍可能很大。感和电容上的电压仍可能很大。 第1章 基 础 知 识 注意： 在无线电技术方面，正是利用串联谐振的这一特点，将微在无线电技术方面，正是利用串联谐振的这一特点，将微弱的信号电压输入到串联谐振回路后，在电感或电容两端可以弱的信号电压输入到串联谐振回路后，在电感或电容两端可以得到一个比输入信号电压大许多倍的电压，这是十分有利的。得到一个比输入信号电压大许多倍的电压，这是十分有利的。但在电力系统中，由于电源电压比较高，如果电路在接近串联但在电力系统中，由于电源电压比较高，如果电路在接近串联
7、谐振的情况下工作，在电感或电容两端将出现过电压，引起电谐振的情况下工作，在电感或电容两端将出现过电压，引起电气设备的损坏。所以在电力系统中必须适当选择电路参数气设备的损坏。所以在电力系统中必须适当选择电路参数L L和和C C，以避免发生谐振现象。以避免发生谐振现象。第1章 基 础 知 识 补充知识点（二）补充知识点（二） RL-C并联谐振电路并联谐振电路一、谐振条件一、谐振条件 右图所示是电感线圈和电右图所示是电感线圈和电容器并联的电路模型。电路的容器并联的电路模型。电路的等效复阻抗为等效复阻抗为/)j(wLRZ)/1j()j/()j(j1wCwLRwCwLRwC由于电感线圈中由于电感线圈中R
8、 R一般很小，故下面算式一般能成立：一般很小，故下面算式一般能成立：CLR第1章 基 础 知 识 于是可以得到于是可以得到)1j(/wCwLRCLZ 可见，当 时，并联电路的等效阻抗是一个纯电阻，这时就称电路发生了并联谐振。 wCwL1并联谐振电路的谐振条件为：并联谐振电路的谐振条件为：LCww10第1章 基 础 知 识 注意： 上式成立的条件是上式成立的条件是R R 1时，则简化为： spsepXXRQR2(1.1.8) (1.1.9) 第1章 基 础 知 识 1.1.1 选频特性选频特性 图1.1.2(a)是电感L、电容C和外加信号源Is组成的并联谐振回路。r是电感L的损耗电阻，电容的损耗
9、一般可以忽略。由前述串、并联阻抗转换关系可以得到（b）图。 ge0和Re0分别称为回路谐振电导和回路谐振电阻。 .第1章 基 础 知 识 图1.1.2 LC并联谐振回路 (b)(a)rLCcIsIrLIsILCcIsIgIsILIe01e0Rg第1章 基 础 知 识 （1） 回路空载时阻抗的幅频特性和相频特性： 02201arctan11eegLCLCgZ (2) 回路谐振电导:2020200)()(1LrLrrRgee(1.1.10)(1.1.11)第1章 基 础 知 识 (3) 回路总导纳：LCjgYe10 (4) 谐振频率：LCfLC21100或 (5) 回路空载Q值：000001eeg
10、CLgQ(1.1.12)(1.1.13)(1.1.14)第1章 基 础 知 识 20200/21211)(egfLfCUUfN 由（）定义可知， 它的值总是小于或等于。 (6) 归一化谐振曲线。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之比称为归一化谐振函数，用（）表示。（）曲线又称为归一化谐振曲线。 (1.1.15) 第1章 基 础 知 识 ffffQQLgLLLCgLCee000000000001所以2002011)(ffffQfN 由式（.1
