射频电子线路(陈瑜)1-2 并联lc回路
《高频电子电路》LC谐振回路及其功能
1
1 2
1
1
(Q0
2f f0
)2
arctan
arctan(Q0
2f f0
)
显然，由LC串、并联谐振回路的选频特性表达式可知，串、并 联谐振回路具有相同的选频特性。
N(f ) 1 小Q0 大Q0
f f0
π
2
f0
大Q0 小Q0 f
π 2
由归一化选频特性曲线可知谐振回路的性能参数：
（1）通频带。当幅频特性时 N ( f ) 1 ，可计算出回路的3dB通
大，由RP转换到RS电阻变小，且转换前后的电抗性质不变（即XS
与XP有相同的正负号）。
2 、L型阻抗匹配网络 L型网络是一种最简单、最常用的阻抗匹配网络，由两个异性 质电抗元件构成，一般应用于窄带高频功率放大器中。 XS和XP分别表示串、并联支路的电抗，二者性质相异。若信 源内阻为RS，且RS≠RL，则如何设计L型匹配网络实现阻抗匹配？
1 Q2
)
或并联转换成串联阻抗的公式为
RS
X
2 P
RP2
X
2 P
RP
RP (1 Q2 )
XS
RP2
RP2
X
2 P
XP
RP RS XP
品质因数Q由定义可知，Q
XS RS
RP XP
。当Q>>1时，
RP
RSQ2
XP XS 。
上述各式表明，品质因数Q确定后，串联的电阻RS和电抗XS与
并联的电阻RP和电抗XP之间可以相互转换，由RS转换到RP电阻变
了两电阻间的阻抗变换，故属于窄带阻抗变换网络。
（2）RS<RL时 采用L型并联匹配网络，将并联形式的XP和RL变换成串联形
第2讲LC谐振回路
）
1
j（L
0
1
0
）
1
jQ（
0 ）
r rC
r 0 rC 0
0
LC谐振回路
失谐量 绝对失谐量 广义失谐量
f f f0 或 0
Q（ 0 ） Q ( 0 )( 0 ) Q 2()
0
0
0
Q 2() Q 2(f )
0
f0
LC谐振回路
•
N( f )
1
1 j
•
N( f )
路上并联多大电阻才能满足放大器所需带 宽要求?
LC谐振回路
解： 1
L
1
02
1
(2 )2 f02C
L ( 1 )2
2
1 f02C
10 6
25330 f02C
5.07u
2
R0 Q0L 100 2 107 5.07 106 3.18 104
31.8k
B f0 100 kHz Q
LC谐振回路
并联回路适合与信号源和负载并联连接，使有 用信号在负载上的电压振幅增大。
LC谐振回路
例1 设一放大器以简单并联振荡回路为负载, 信 号中心频率fs=10MHz, 回路电容C=50 pF, (1) 试计算所需的线圈电感值。 (2) 若线圈品质因数为Q=100, 计算回路谐振电
阻及带宽。 (3) 若放大器所需的带宽B=0.5MHz, 则应在回
应使 Z S Z P
RS
X
2 P
RP2
X
2 P
RP
XS
RP2
RP2
X
2 P
XP
LC谐振回路
由于Q值不变，有
Qe
RF射频电路分析
射频电路的应用领域
01
02
03
无线通信
手机、无线局域网、蓝牙等。
雷达
目标检测、测距、速度测量等 。
卫星通信
卫星信号接收与发送等。
04
电子战
信号侦察与干扰等。
射频电路的基本组成
信号源
功率放大器
滤波器
天线
产生射频信号的电路或 设备。
放大射频信号的器件。
对信号进行选频，抑制 不需要的频率成分。
将射频信号转换为电磁 波并辐射到空间中。
元件匹配
元件的匹配是射频电路设计的重要环节，通过匹配可以减小信号反射和能量损失 ，提高信号传输效率。
射频电路的性能优化
信号质量优化
通过优化元件和布线的参数，减小信号失真和噪声， 提高信号质量。
效率优化
优化电路的结构和参数，提高射频电路的效率，减小 能量损失。
稳定性优化
通过合理设计电路结构和参数，提高射频电路的稳定 性，减小外界因素对电路性能的影响。
04
射频电路的设计与优化
射频电路的布局与布线
布局
在射频电路的布局中，应考虑信号的传输路径、元件的排列和相互关系，以减 小信号损失和干扰。
布线
布线是射频电路设计的关键环节，应选择合适的线宽、线间距和布线方向，以 降低信号的传输损耗和电磁干扰。
射频电路的元件选择与匹配
元件选择
在选择射频电路的元件时，需要考虑元件的频率特性、功率容量、噪声系数等参 数，以确保电路性能的稳定性和可靠性。
03
射频电路的分析方法
频域分析
频域分析是一种常用的射频电路分析方法，通过将时域信号转换为频域信号，可以 更好地理解信号的频率特性以及电路在不同频率下的响应。
射频模拟电路习题答
.射频模拟电路习题解答张玉兴杨玉梅编电子工程学院二零零三年十二月1习题一1—1 设计一个并联谐振回路，已知谐振频率P =1MHz f ，要求对990kHz 的干扰信号有足够的抑制(0.1α=)。
设信号源内阻50s R =Ω,负载电阻2k L R =Ω。
解：(990kHz)0.1(1000kHz)pp V V V V α===0.1α==0110kHz f f f ∆=-= 497.5L Q ='1s s I I p = '21/s s R R p = '22/L L R R p = 1112C p C C =+ 2212L p L L =+取50L uH = 则21507C pF Lω==22612''1497.5 6.410()L P s L P P s L Q G p G p G s L G G G ω-==⇒++=⨯++ 0.02s G s = 30.510L G s -=⨯ 设10.01p = 20.08p =61.210P G s -=⨯ 60.833100.12P LR r Cr==⨯Ω⇒=ΩR LI2讨论：1）L 、C 不合理，真正的LC 回路达不到0.1α=的抑制比；2）可采用其它形式的谐振回路。
1—2 有一个并联谐振回路工作于中波频段535kHz —1605kHz 。
现有两个可变电容，一个变化范围为12pF —100pF ，另一个为15 pF —450pF 。
试问： (1)应采用哪种可变电容?为什么? (2)回路电感L ＝？(3)为保证足够的频率刻度精度，实际的并联谐振回路应如何设计?解：0f =则可变电容的选择应满足max min f f ≤3max 3min 160510353510f f ⨯==⨯ max min 9C C = 电容1：max min 100912C C =< 电容2：max min 45030915C C ==> 选择15pF —450pF 的可变电容是恰当的，同时考虑到频率在535kHz —1605kHz 波段内变化，因此选择一电容x C 与可变电容15pF —450pF 并联以满足max min 3f f == maxmin x 939.37pF 91C C C -==- 选x 40pF C =2232120max min x 111179μH (2)()(2160510)(1540)10L C f C C ωππ-===≈+⨯⨯+⨯L32min max x 1(2)()L f C C π=+l —3 串联回路如习图1—1所示，将11端短路，C 调到100PF 时谐振，电容C 两端的电压为10V ，如11端串接入阻抗x Z 乙，已知x x x1j ωC Z r =+，此时C 调到200pF 时重新谐振，C 两端电压变成2.5V 。
(完整版)高频电子线路高瑜翔版课后习题解答
2。
3解: 设放大电路的选频电路由简单LC 并联回路构成。
则LC 回路谐振频率465kHz,为满足带宽要求,回路的品质因数应为5810810465337.0≈⨯⨯==BW f Q o L 此回路谐振电阻为5.922==C f Q R o Lπ （k Ω) 改为1992L o Q R f Cπ== (k Ω)回路未接电阻时固有谐振电阻为1592≈=Cf Q R o oo π （k Ω)改为3422oo o Q R f Cπ=≈ (k Ω)因此需并联电阻为221=-=RR RR R o oL （k Ω)改为476oL o RR R R R==- (k Ω)2.4解:为计算简化,这里1R 与电容2C 的容抗之比π221=C X R 较大，可采用部分接入法公式 )(1002121pF C C C C C =+=∑电感 )(253.0)2(12mH C f L o ≈=∑π接入系数 P=5.0212=+C C C1R 在两端等效为)(2021Ω==k PR R T 电感固有品质因数50,对应的固有谐振电阻)(58.792Ω≈=∑k C f Q R o oo π端等效电阻为)(16Ω≈+k R R R R oT oT有载品质因数10101623=⨯⨯=∑C f Q o L π习题3.1 高频功率放大器的主要作用是什么？应对它提出哪些主要要求?答:高频功率放大器的主要作用是放大高频信号或高频已调波信号，将直流电能转换成交流输出功率。
要求具有高效率和高功率输出。
3。
2 为什么丙类谐振功率放大器要采用谐振回路作负载?若回路失谐将产生什么结果?若采用纯电阻负载又将产生什么结果？答：因为丙类谐振功率放大器的集电极电流i c为电流脉冲，负载必须具有滤波功能,否则不能获得正弦波输出。
若回路失谐集电极管耗增大，功率管有损坏的危险。
若采用纯电阻负载则没有连续的正弦波输出。
3。
3 高频功放的欠压、临界和过压状态是如何区分的？各有什么特点？答：根据集电极是否进入饱和区来区分，当集电极最大点电流在临界线右方时高频功放工作于欠压状态，在临界线上时高频功放工作临界状态,在临界线左方时高频功放工作于过压状态.欠压状态的功率和效率都比较低，集电极耗散功率也较大,输出电压随负载阻抗变化而变化，较少使用，但基极调幅时要使用欠压状态。
【江苏】中职电子线路(主编陈其纯 高教版)教案：6.1 调谐放大器
授课主要内容或板书设计课堂教学安排调谐放大器：_____________________________________。
电路特点：LC 谐振回路作__________。
应用：无线电发射和接收设备。
6.1.1.调谐放大器的工作原理一、LC 并联电路图 6.1.1所示。
R 为-______________________。
1．阻抗频率特性图6.1.2(a )所示。
它表示了LC 并联电路的阻抗Z 与信号频率f 之间的变化关系。
当f = f 0时，LC 并联电路发生谐振，阻抗最大。
当f < f 0或f > f 0时，电路失谐，阻抗很小。
因此，f 0称为谐振频率，又称固有频率，即LCf π=210 可见，元件L 、C 取定值时，谐振频率f 0是一个常数。
2．相位频率特性图6.1.2(b )所示。
它表示了LC并联电路两端电压v 和流进并联电路电流i 之间的相位角之差 ϕ与信号频率f 之间的变化关系。
当f = f 0时，ϕ = 0，电路呈纯_____；当f < f 0时，ϕ > 0，电路呈_________；当f > f 0时，ϕ < 0，电路呈_________；可见，LC 并联电路随信号频率的变化呈现不同的性质。
3．选频特性阻频特性和相频特性统称为LC 并联电路的频率特性。
它说明了LC 并联电路具有区别不同频率信号的能力，即具有选频特性。
如图6.1.3所示。
品质因数为 RL f R L R X Q L 002π===ω 它表征了LC 并联电路选频特性的好坏。
实验和理论证明：R 越小，Q 值越大，曲线越尖锐，电路选频能力越____；R 越大，Q 值越小，曲线越平坦，电路选频能力越_____。
图6.1.1 LC 并联电路 图6.1.3 阻频特性与Q 值关系 图6.1.2 LC 并联电路的频率特性LC并联电路的Q值，一般在几十到一二百之间。
4．选频放大器图6.1.4(a)所示。
Chapter2 射频电路基础(2013版)PDF
解此联立方程可得：
V2 j C M I s 1 2 2 ( ) g j C C C M M j L j C M / g 2
2 2
2 1 0 2C M 1 j g ( ) g 2 0 0 j I s g (1 2 2 ) j 2
若要求负载与信号源内阻匹配，问变 压器线圈匝数比N1~3/N2~3应为何值? 解:先把RL折算到电容支路两端得到RL’
RL C1 C2 2 RL ' 2 ( ) RL 16 RL C1 p1
再把RL’折算到RS支路两端得到RL’’
N 2~3 2 N 2~3 2 ) R L ' 16 ( ) RL Rs RL ' ' p2 RL ' ( N 1~ 3 N 1~ 3
可见，在有信号源內阻和负载电阻情况下，为了对并联谐振 回路的影响小，需要应用阻抗变换电路。
n n
所以并联谐振回路希望用恒流源激励（内阻大）。
31
3. 匹配网络阻抗变换 （窄带）
L型匹配网络 常用网络结构 T型匹配网络 p型匹配网络
7
（一）简单LC并联谐振回路分析
固有串 联电阻 等效并 联阻抗
实际的并联谐振回路
等效的并联谐振回路
R 并联阻抗 r 串联电阻
1 L R r C
8
简单并联谐振回路的阻抗表达式为：
Z ( j )
1 1 1 j C R j L
R 0 1 j ( ) 0 L 0
24
结论：
（１）部分接入的电阻（或阻抗）折算到回路两端时， 其值增大 １／ｐ2倍，电导（或导纳）则减小ｐ2 倍； （２）部分接入的电压源折算到回路两端时，其值增大１／ｐ倍； （３）部分接入的电流源折算到回路两端时，其值减小ｐ倍；
《射频通信电路》陈邦媛著课后答案详细版
' 信号源内阻 RS 折合到回路两端为： R S ' = 负载电阻 R L 折合到回路两端为： R L
回路总谐振阻抗 RΣ 为
1 1 1 1 1 1 1 = + ' + ' = + + = 0.0629 + 0.05 + 0.112 = 0.226ms RΣ R P R S R L 15.9 20 8.86
1-8
C ' 2 = C 2 + C 0 = 40PF
因此回路的总电容为
CΣ = Ci + C1 ⋅ C ' 2 20 × 40 =5+ = 18.3PF C1 + C ' 2 20 + 40
回路谐振频率
ω0 =
1 LC Σ = 1 0.8 × 10
−6
× 18.3 × 10
−12
= 26 × 10 7 rad/s
Gp =
1 = 0.01 ms （即 R P = 100 K ） ω 0 LQ0
信号源内阻折合到回路两端的电导值为
' GS = G Σ − G p = 0.01 ms
由于 G S'
= P 2 G S ，所以电容接入系数为：
P2 =
' GS 0.01 × 10 −3 = = 0.01 ⇒ P = 0.1 GS 10 −3 1 = = 159PF 回路总电容 C = 1 2 6 2 ω 0 L (6.28 × 10 ) × 159 × 10 −6 1 ωC ∵接入系数 P = 2 = C 所示 C 2 = C = 1590PF 1 P C2 ωC C 1− P = ，所以 C1 = 159 = 176PF C1 0 .9
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以”W0”为主, 低？高？!
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19
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
LC并联谐振回路
以”W0”为主, 低感高容!
精选ppt
20
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
LC并联谐振回路
以”W0”为主, 低感高容!
并联谐振电路是电压谐振还是电流谐振？
流过电容的电流=？
•
r不能忽略！
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4
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
在实际电感线圈中，除了以上讨论的导体电阻造成 的损失外，还有其它原因造成的能量损失。
由于电磁辐射所 引起的能量损失
电容器损耗电阻的大小主要由介质材料决定。与电感线圈相 比，电容器的损耗常常忽略不计。
精选ppt
5
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
•
•
•
V •Y IsG Pj( Is C 1 L )C L rj( Is C 1 L )V •ej
•
V
Is
GP2
(C
1 )2
L
v
arctg
B GP
•
•
谐振时的端电压
•
V
P
IS
精选ppt P
IS
L 最大
Cr
17
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
LC并联谐振回路
精选ppt
18
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
•
ICP
•
VP/
1
jPC
•
jPCVP
jPCGISP
•
jPCIS
L Cr
j
•
IS
PL
r
j
•
IS
QP
并联谐振回路的品质因数
QP
PL
r
精选ppt
21
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
LC并联谐振回路
以”W0”为主, 低感高容!
1
Q L
r
C
r
1
rC
精选ppt
12
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
串联谐振回路
问题： 1、什么是r？ 2、什么是串联谐振频率？ 3、回路电流I的特点？ 5、什么是Q? 6、什么是电压谐振？
精选ppt
13
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
定义品质因数
•
•
VL0 jVS Q0
Q0
0L
r
1
•
|VL0 |VS Q0
电感线圈上的电压在谐振时为信号源电压的 Q 0 倍。
电容C上的电压：
•
VC0j
0LV •S r
•
jQ 0V S
电容上的电压同样为信号源电压的Q0倍，
谐振时矢量图
仅相位与电感上的电压相反，因此串联谐振称为电压谐振。
精选ppt
14
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
LC并联谐振回路
( r j L ) 1
1.5 简单串、并联谐振回路 与双耦合谐振回路
（P57）
概述 1.5.1 简单串、并联谐振回路的基本特性 1.5.2 1.5.3 品质因数及其影响 1.5.4 通频带与选择性 1.5.6 部分接入 1.5.5 群延时特性
精选ppt
1
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
LC谐振回路是高频电路里最常用的基本选频网络。 所谓选频是指从各种输入频率分量中选择出有用信号而 抑制掉无用信号和噪声，这对于提高整个电路输出信号 的质量和抗干扰能力是极其重要的。另外，用L、C元件 还可以组成各种形式的阻抗变换电路。
串联谐振回路
精选ppt
11
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
在无线电技术中通常不是直接用等效电阻r，而是引入线圈的品质 因数这一参数来表示线圈及回路的损耗性能，品质因数定义为无功 功率与有功功率之比。
品质因数定义为无功功率与有功功率之比。
设流过电感线圈的电流为I，
则电感L上的无功功率为 I 2L，电阻r的消耗功率为I 2 r， 得到电感的品质因数 Q有 无功 功功 功 II2 2率 率 rLrL
B C 1 L
GP
Cr L
当B=0时，回路谐振。
并联谐振回路的谐振电阻
RP
1 GP
L Cr
P
BC 1 0 L
并联谐振回路的谐振频率 P
1 LC
精选ppt
16
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
LC并联谐振回路
谐振时，回路阻抗
ZP
L Cr
RP
纯阻性，损耗r愈小，R P 愈大，r0, RP 。
LC谐振回路分为并联回路和串联谐振回路两种形式， 其中并联网路在实际电路中用途更广，且二者之间具有 一定的对偶关系，所以只要理解并联回路，则串联谐振 回路的特性用对偶方法就可以得到。
精选ppt
2
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
问题： 1、什么是r？
串联谐振回路
精选ppt
3
上节内容回顾与扩展
r是代表电感的损耗！
串联谐振回路
•
•
I•V S
V S
vs
I•eji
Z rj(L1 C) rj(L1 C)
i
arctg
X r
串联谐振时的电流：
•
•
I0
VS r
•
I0(VS
VS )
相角为0.
谐振时回路电流最大，
且与外加电压同相。
精选ppt
10
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
问题： 1、什么是r？ 2、什么是串联谐振频率？ 3、回路电流I的特点？ 5、什么是Q?
Z
r
j( L
j C 1)
C
在工程中总是满足Lr
L
Z
C
rj(L
1
)
Crj(1C
1
)
C L
L
(r jL) 1
ZP
r
jL
jC
1
jC
YZ 1C L rj(C 1 L )G PjB
GP
Cr 精L选ppt
B C 1
L
15
1.5.1 简单串并联谐振回路的基本特性
LC并联谐振回路
YZ 1C L rj(C 1 L )G PjB
串联谐振电路的谐振频率： 0
串联谐振回路
1 LC
以“W0”为主, 低容高感!
精选ppt
8
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
问题： 1、什么是r？ 2、什么是串联谐振频率？ 3、回路电流I的特点？
串联谐振回路
精选ppt
9
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
•
vs VScost V S v s
•
VS VS
LC串联谐振回路
导线的直流电阻是当导线只通过直流或频率很低的交流时所呈 ●现的电阻，此时导线横截面上电流密度(单位面积上的电流强度)
可认为是均匀的。随着频率的逐渐增高，导线横截面上电流分 布的不均匀现象会逐渐显著起来。
趋肤效应
从趋肤效应的结果来看，相当于减小了导体的有效面积，从而增加了线 圈的电阻值，电阻越大，损耗功率越大(r就大)，线圈在电路中感抗作用 就越不明显，这是我们所不希望的。r表征了一部分趋肤效应的热损耗！
Zrj L j 1 C rj( L 1 C )rjx
以“W0”为主, 低容高感!
精选ppt
6
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
问题： 1、什么是r? 2、什么是串联谐振频率？
串联谐振回路
精选ppt
7
上节内容回顾与扩展
LC串联谐振回路
Zrj(L1C)rjX
X L 1 C
0
时，
0L
1
0C
0
，X＝0