设计一个选频网络
第3讲-选频网络
0 L 02 L2
0
b
0C
1
0 L
0
0
1 LC
可见，谐振时，回路旳感抗和容抗近似相等。
回路旳品质因数：
.
Q 0L 1 1 L Is r 0Cr r C
Cr L
谐振时，因为电纳b=0,总导纳只包括电导部分,
称为谐振电导,用gp表达
gp
r2
r
0L2
r
0 L 2
r L
2
r L
Cr L
LC C
其谐振后旳等效阻抗为一种纯电阻，即 Zp Rp
其电路图如图所示：
.
Is
C L RRp
Rp
1 gp
r2
0L2
r
L ( Cr
Q2r)
Y
1 R
j
ωC
1 ωL
Z1
1
Y
1 R
j
ωC
1 ωL
|Z|
φ
Rp
π/ 2
O －π/ 2
O
ω0
ω
ω0
ω
频率特征
所谓回路旳频率特征就是
回路端电压 U 与频率旳关系。
为了取得工作频率高度稳定、带阻衰减特征十 分陡峭旳滤波器，就要求滤波器元件旳品质因数Q 很高。LC型滤波器旳品质因数一般在100～200范 围内，不能满足上述旳要求。用石英晶体切割成旳 石英谐振器，其品质因数可达几万甚至几百万，因 而能够构成工作频率稳定度极高、阻带衰减特征很 陡峭、通带衰减很小旳滤波器。
r
.
C
Is
L
Y
r
1
jL
jC
r2
r
2L2
j C
Chapter2 选频网络
f0 ⋅ L 1 ω0 L 1 = = ⋅ = ⋅Q R 2π R 2π
回路储能 ∴Q = 2π ⋅ 每周耗能
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二、谐振曲线和通频带
谐振曲线: 谐振曲线:串联谐振回路中电流 幅值与外加电动势频 率之间的关系曲线。 率之间的关系曲线。
一般 ωL>> R
Is
.
代入上式 ： Z = RC 1 + j(ωC − )
L C G
1
L
ωL
1 RC 1 ： = G = 为电导 B = ωC − 为电纳 ， 其中 L ωL Rp
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3
一、谐振条件、谐振特性 谐振条件、
Zs = R + jX = R + jωL + 1 jωC
2
= R + j(ωL −
1
ωC
) =| Zs | e
jϕ
| Zs |=
R +X
2
2
=
R + (ωL −
谐振时的阻抗特性： 谐振时的阻抗特性：
并联谐振时，回路呈纯电阻性， 并联谐振时，回路呈纯电阻性， 且阻抗为最大值； 且阻抗为最大值； ω < ωp ,呈现感性 . I L C G0 ω > ωp ,呈现容性 因此回路谐振时： 因此回路谐振时：
s
|Z|,Re,Xe
无线网络设计方案
无线网络设计方案1. 引言随着无线通信技术的发展和智能设备的普及，无线网络在我们的日常生活中变得越来越重要。
在设计无线网络时，需要考虑到网络的可靠性、覆盖范围和性能等方面。
本文将介绍一个基于IEEE 802.11协议的无线网络设计方案。
2. 网络拓扑结构为了实现全面的无线覆盖，我们将采用分布式拓扑结构。
网络由一个无线接入点（AP）和多个无线终端设备组成。
AP将充当网络的中心节点，负责无线信号的发射和接收。
终端设备可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑等。
3. 网络频段选择根据IEEE 802.11协议的规定，无线网络可以在2.4 GHz和5 GHz频段运行。
根据实际需求和网络负载情况，我们选择使用5 GHz频段。
5 GHz频段拥有更宽的频谱带宽，可以提供更稳定和高速的无线连接。
4. 网络覆盖范围和信号强度为了保证网络在覆盖区域内的信号质量和传输速率，我们需要合理设置AP的数量和位置。
根据建筑物的结构和用户分布情况，可以使用无线网络规划软件来模拟网络覆盖。
通过模拟，我们可以确定最佳AP的数量和位置，以达到最佳的网速和覆盖范围。
在设计AP的位置时，需要考虑以下几个因素： - AP之间的最佳距离，以避免频率干扰和信号衰减； - AP离障碍物的距离，以避免信号被阻挡和衰减； - AP与用户设备的距离，以保证用户获得足够的信号强度；5. 网络安全性无线网络的安全性是非常重要的。
为了保护网络免受未经授权的访问和数据泄露，我们将采取以下安全措施： - 使用WPA2-PSK加密协议来保护无线信号的隐私和安全； - 设置强密码以防止未经授权的用户接入网络； - 限制网络访问权限，只允许授权用户连接并使用网络。
此外，我们还将定期更新AP的固件和软件，以修复潜在的漏洞和安全问题。
6. 网络性能优化为了提高网络的性能和吞吐量，我们将采取以下优化措施： - 使用高性能的无线路由器和网卡设备，以提供更快的数据传输速率； - 选择合适的信道和带宽，以减少信号干扰和提高网络稳定性； - 配置QoS（Quality of Service），以优先处理对延迟敏感的应用程序和流量； - 避免网络拥塞，通过限制设备的连接数量和带宽使用； - 定期监测网络性能，以及时发现和解决潜在问题。
高频电路-选频网络
高频电路设计题目一：（N为学号后两位）设计一个选频网络，其参数要求如下：中心频率f0=200KHZ+N*20KHZ;//我的学号：f0=380KHZ带宽BW0.7=10KHZ选频网络设计1.1设计方案方案一：采用LC非线性无源器件组建LC串联或并联谐振电路，利用其选频特性实现选频功能。
方案二：采用放大器等器件组建滤带通滤波器。
方案选择：虽然方案二可行且性能较好，但是与方案一的实现相比，成本高，原理复杂，器件多。
故选择方案一作为本设计方案。
1.2原理分析原理图为：回路总的阻抗：11)1(21211）（RWLWCZ+-= (1)谐振频率： 1110C L W =或者11021f C L ∏=....................................................(2) 电路的品质因数：7.00f W Q =.......................................................................................(3) 1.3参数计算首先，负载电阻R1我们先确定为50Ω，学号后两位为09，则f 0=380KHZ 由式（3）可得:Q=38H BW R L u 7962*10*10502*31=∏=∏= 谐振时：WL WC =1,由此可得到：LW C 21=。
代入数据W=2∏f 0，L=796uH,计算得：C=220PF 。
1.4 Multisim 仿真结果与结论分析。
1.示波器显示的波形：参数设置如图2。
对magnitude （强度）以及phase （相位）进行分析，发现中心频率f 0=380.334KHZ ，可计算得到其带宽BW=10.1KHZ 。
仿真结果 频率特性曲线仿真结果相位特性曲线仿真结果和理论十分吻合。
高频电子线路02选频网络
f0
2
1 LC
谐振频率
➢Ｑ值(品质因数)的定义: Q 2 WS WR
即在一个周期内，电路储存的电磁能量与损耗能量的比值的2π倍。 在谐振状态下：Ws不随时间变化，即谐振电路不与外界交换无功功 率，就是在谐振状态下稳定的储存在电路中的电磁能，这些能量是在 谐振电路开始接通时经历的暂态过程中由外电路输入给它的。达到稳 定的振荡以后，为了维持振荡，外电路需要不断的输入有功功率，以 补偿R的损失，但在谐振状态下，无需供给无功功率，由此可见，Q 值反映了一个谐振电路储能的效率。
BBWW0.07.7==f22 -f1f=
f0f= Q0
f0 Q
➢ Q值与频率带宽的关系
BW0.7
=2f=
f0 Q
对固定频率的谐振电路，回路Q值越高，通频带越
窄，二者矛盾。
(Q值越大，谐振电路的选择性越好)
？
思考题与习题20、21
由Q值的定义推导LC串联谐振电路Q值表达式。
➢ 2.1.3 相频特性
L C 高Q
Is
Is
损
耗 电
R
阻
L Rp C
p
1 LC
Rp
2 P
L2
R
Qp2 R
L CR
对于高Q值并联谐振回路，其谐振频率与串联谐
振回路相近，谐振阻抗可以通过串联支路的串并联互
换得到。
思考题与习题20.21
1. 能量关系
串联单振荡回路由电感线圈（包括其损耗电阻）和电容
器构成，电抗元件电感和电容不消耗外加电动势的能量，消耗
能量的只有损耗电阻。
L
R
+
Vs –
C
思考题与习题20.21
选频网络
其中，
阻抗变换网络
• 电容分压器
由等功率得到：
R等效到输入端的等效电阻
例题分析
求：电路的：1、谐振频率； 2、通频带； 3、电压放大倍数。
例题分析
画出该电路的交流等效图
例题分析
画出折算网络等效图
例题分析
通过折算网络得到：
I = n1Y feVi
'
C = n Coe
' oe 2 1
其中，
W12 W12 n1 = = W12 + W23 W13 W45 n2 = W13
最终得到：Vo
Y fe = g m
作业：
2、某接收机的中频放大电路如图所示，已知晶体管3DG6的参数如 下：
Y fe = 40ms
Rie = 500Ω Roe = 4 KΩ
Cie = 12 pF Coe = 4 pF
试求： （1）放大器工作时中心频率f0。 （2）谐振回路的有载品质因数Qe。（Q0＝100） （3）放大器的通频带。 （4）放大器的电压增益。 （5）当信号偏离谐振频率（f0)10KHz时，此时电压增益为多少?
ωp =
1 r2 r 2 1 − 2 = ω0 1 − ( ) = ω0 1 − ( )2 LC L Q0 ω0 L
其中，ω 0 =
1 LC
ω0为回路自然谐振角频率，Q0为L的固有品质因数。 上面的分析表明，r的存在，造成了并联谐振回路的谐振角频率 不等于ω0，且ωp< ω0。 Q0>10时，两者才接近。
Vs ∵ I0 = Rs + RL + r
调谐放大电路
四、串联谐振网络分析 Vs ( jω 0 ) jω 0 L ∴VL ( jω 0 ) =
高频电路原理与应用第2章选频网络
3
优化方法
使用优化方法来改善选频网络的性能，以提高电路的选择精度和信号质量。
选频网络的实验与应用案例
实验设计和测量方法
介绍选频网络实验的设计和测量方法，以验证电 路的性能和应用的可行性。
应用案例
展示选频网络在实际应用中的案例，如电视机、 无线电和雷达等。
2 音频处理和放大
选频网络常用于音频处理 和音频放大系统中，以选 择特定频率的声音。
3 高频信传输
选频网络在高频信号传输 系统中用于选择特定频率 的信号进行传输。
选频网络的性能分析和优化
1
带宽和增益分析
对选频网络的带宽和增益进行分析，以确保所选择的频率范围和信号增益符合要 求。
2
噪声和失真分析
分析选频网络的噪声和失真，确保在传输和处理过程中不会引入额外的干扰或失 真。
常见的选频网络电路
LC选频网络
LC选频网络使用电感器和电容器 来选择特定频率的信号。
RC选频网络
RC选频网络使用电阻和电容器 来选择特定频率的信号。
滤波器和共振器
滤波器和共振器是常见的选频网 络电路，用于消除不需要的频率 或增强特定频率。
选频网络的应用
1 无线通信系统
选频网络在无线通信系统 中用于选择特定频率的信 号进行传输。
高频电路原理与应用第2 章选频网络
本章将介绍选频网络在高频电路中的重要性和应用。探讨不同类型的选频网 络，以及如何进行设计和优化。
选频网络的概述
作用
选频网络用于在高频电路中选择特定频率的信号。
组成部分
选频网络由基本元件，如电容器和电感器，以及其他辅助元件组成。
基本原理和设计
选频网络的设计涉及基本元件和参数的选择，以及特定应用的设计方法。
第2章选频网络
第2章 选频网络LC 谐振回路是高频电路里最常用的无源网络，包括并联回路和串联回路两种结构类型。
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(例如在选频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相转换(例如在斜率鉴频和相位鉴频电路里)。
另外，用L 、 C 元件还可以组成各种形式的阻抗变换电路和匹配电路。
所以，LC 谐振回路虽然结构简单，但是在高频电路里却是不可缺少的重要组成部分，在本书所介绍的各种功能的高频电路单元里几乎都离不开它。
选频网络分为两大类：一是振荡回路；二是各种滤波器。
2.1串联谐振回路2.1-1 概述电容和电感组成的单个振荡电路称为单振荡电路。
信号源与电容和电感串联的叫串联振荡电路。
图2.2.1为串联谐振回路和电路图。
2.1-2 谐振及谐振条件电路中，电容的损耗可以忽略不计，图中电阻为电感的损耗电阻。
保持电路参数或电源电压的频率不变，能使电路发生串联谐振。
设电源电压为正弦交流电，则：ZVjX R V CL j R V I ss s ....)(=+=-+=ωω其中Z 为电路的等效阻抗。
当Z 中的X=0时回路产生谐振。
LCf LC CL X πωωω211010000===-=或0ω：叫谐振角频率， f 0：叫谐振频率。
谐振的电路特性阻抗为：C L L LCCL ====1100ωωρ2.1-3 谐振特性串联谐振回路的特性： 1、串联谐振时，回路电抗X=0，阻抗Z=R 为最小值且为纯电阻。
外加电压的频率ω>ω0时，CL ωω1>，电路呈现感性，否则呈现容性。
2）谐振时电路电流最大，,.0.R V I S=且电流 0.I 与外加电压同相。
3）电感与电容两端电压模值相等，且等于外加电压的Q 倍。
SS L V R L j L j R V L j I V .00.0.00.ωωω===谐振时回路的感抗值（或容抗值）与回路电阻R 的比值称为回路的品质因数Q ： CLRCR RLQ 1100===ω则电感和电容两端的电压可以表示为：S L V jQ V .0.= S C V jQ V .0.-=一般Q 值在几十到几百之间，所以电感和电容两端的电压是外加电压的许多倍，所以串联谐振又叫做电压谐振。