绪论 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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2010-12-23
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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
3 选频网络
3选频网络选频网络在高频电子线路中，应用广泛。
它能选出所需要的频率分量和滤除不需要的频率分量。
通常选频网络分为两大类：◆LC振荡回路（单振荡回路和耦合振荡回路）◆各种滤波器（LC集中滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面声波滤波器等。
）3.1串联谐振回路由电感线圈和电容器组成的单个振荡电路，称为单振荡回路。
信号源与电容和电感串接，就构成中联振荡回路。
电感的感抗值(wL)随信号频率的升高而增大，电容的容抗值1／wC则随信号频率的升高而减小。
与感抗或容抗的变化规律不同，串联振荡回路的阻抗在其一特定频率上具有最小值，而偏离特定频率时的阻抗将迅速增大，单振荡回路的这种特性称为谐振特性，这特定的频率称为谐振频率。
因而上述的串联单振荡回路又可称为串联谐振因路。
由于串联谐振回路在谐振时阻抗具有最小值，因而在谐振频率处信号源在串联谐振因路中产生的电流达到最大但，而在其他频率处回路电流都要下降,所以谐振回路有选频或滤波作用。
它在高频电子线路中得到了广泛的应用。
本节重点：串联谐振回路的谐振及谐振条件、谐振特性、谐振曲线和通频带。
3.1.1基本原理（如图1所示）图3.1.1 串联谐振回路及其矢量图由图知：()wCwLjRZ/1-+=ϕj eZ=2222)1(wCwLRXRZ-+=+=X＝wCwL/1-,RwCwL/1arctan-=ϕjXRVjwCjwLRVZVI SSS+=-+==∙∙∙∙/1★在其一特定角频率w0时，若回路电抗满足下列条件X＝wCwL/1-=0, Z为最小值R，则电流I max＝I0＝Vs/R为最大值，回路发生谐振。
所以式X=0称为串联谐振回路的谐振条件。
★由此可以导出回路发生串联谐振的角频率w0和频率f0分别为LCw/1=,LCfπ21=谐振时，L和C上的电压大小相等，相位差180O，外加电压∙SV等于R上的电压降∙RV。
根据图3.1.1 可知，当w<w0时，wL<1/wC，∙∙<CLVV，此时，电流∙I超前∙SV，ϕ<0。
三章选频网络ppt课件-PPT精选文档
0L
通常远远 大于1
jQ V V L 0 S
jQ V V C 0 S
§２.1 串联谐振回路
•高频电子技术•
§２.1.2 串联谐振回路的谐振曲线和通频 带
谐振曲线和“归一化”谐振曲线 谐振曲线定义：串联谐振回路中电流的幅值 （即 I ）与外加电压源频率（ω）之间的关 系曲线。 I | | 与外加电压源 “归一化”谐振曲线定义： I 0 频率（ω）之间的关系曲线。其中 I 0 为电路 谐振时回路电流（即电流的最大值）。
§２.1.2 串联谐振回路的 谐振曲线和通频带
•高频电子技术•
（1）归一化谐振曲线计算及广义失谐ξ 概念
V s 1 R j ( L ) 任一频率点电流 I R C 1 谐振频率点电流 I V o s R j ( L ) C R
Q
1 1 1 1 L1 L 1 0 0 1 j ( L ) / R 1 j ( )1 j ( ) C R CR CR 0 R 0
当外加频率 f 2 MHz 时 ,因为 f f0 所以根据上面讲 表
可知此时 RLC 整体呈电感性 ,所以电压相位超前 流相
§２.1.1 串联谐振回路基本原理
•高频电子技术•
（6）谐振时电路特性及品质因数Q的概念
综上所述可知：当串联谐振回路处于谐振状态
（1）总阻抗Z=R，Vs与电流I相位差φ=0 0 Vs /R （2）由于谐振时 I 所以 1
–
第二章 选频网络
•高频电子技术•
概述
1.选频的基本概念 所谓选频就是选出需要的频率分量并且滤除不需 要的频率分量。 2.选频网络的分类 单振荡回路 振荡回路（由L、C组成）
选频网络
1 ωL − X ωC ϕ = arctan = arctan R R
幅角： 幅角：
感性和容性
§3.1 串联谐振回路
二、谐振及谐振条件
设外加电压： 设外加电压：vs=Vsmsinω t 回路电流： 路电流： 谐振条件： 谐振条件：
ɺ ɺ Vs Vs ɺ I = = = 1 R + jX Z R + j( ω L − ) ωC 1 X = ω0 L − =0 ω 0C ɺ Vs
§3.2 并联谐振回路
三、谐振特性
CR 电纳B 最小(G 为谐振电导，＝ ♦电纳 = 0，导纳 = Gp ，最小 p为谐振电导，＝ ) ． ，导纳Y L
电压达到最大，并且与电流相同． 电压达到最大，并且与电流相同．
品质因数： 品质因数： p = Q
1 1 L L ( 特性阻抗)． = = ρ ，特性阻抗 ． R ωpCR R C C 2 2 1 L ωp L 1 1 谐振电阻： 谐振电阻： Rp = = = = Qpωp L = 2 2 = Qp Gp CR R ωp C R ω pC =
§3.1 串联谐振回路
六、能量关系（谐振时） 能量关系（谐振时）
2 w 上的瞬时能量（磁能）： 电感Ｌ上的瞬时能量（磁能）： L = 1 Li 2 = 1 LI 0m sin 2 ωt 2 2
wC = 1 CVC = 1 CVC2m cos2 ωt 上的瞬时能量（电能）： 电容Ｃ上的瞬时能量（电能）： 2 2
和电容C并联组成 ♦由电感L和电容 并联组成，电阻 由电感 和电容 并联组成，电阻R 通常为电感线圈损耗的等效电阻． 通常为电感线圈损耗的等效电阻．
L R
C ɺ Ic
−
♦信号源为电流源，适合信号源内阻 信号源为电流源， 很大的情况． 很大的情况．
chapter02选频网络
ωC-1/ωL =-arctan gp
回路空载Q值： Qp =
R p ωp C 1 = R p ωp C gpωp L p L gp
2 R Q p e Rs Qe Xs / R s
回路谐振电导:
1 R gp = = Rp (ω0L)2
1 LC 或fp = 1
由图可见，Q值愈大，相频特性曲线在谐振频率ω0附近 的变化愈陡峭。但是，线性度变差，或者说，线性范围 变窄。
电源内阻与负载电阻的影响
考虑信号源内阻RS和负载电阻RL后， 回路Q值将下降，称其为等效品质因数 Rs QL。
Q0 ω0 L = QL = R R R + RS + RL 1+ S + L R R
p
感性
•阻抗性质随频率变化的规律： 1) < p时， B < 0呈感性； 2) = p时， B =0呈纯阻性； 3) > p时， B> 0呈容性。
并联谐振时， 回路阻抗值最大，即 R p； 总电流最小几乎等于零； 当信号源为电流源时，回路电压最大，即 V0 = Is Rp 电感及电容两端电流方向相反，模几乎相等，且等 于外加电流的Qp倍
2
=arctan
ωL-1/ωC R
•谐振条件：X=ωL-
1 0 ωC
f0
1 2 LC
谐振频率
WS Ｑ值(品质因数)的定义: Q 2 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。
g第三章选频网络
选频网络能够实现对信号频率的快速选择和切换，提高电子对抗系 统的快速响应能力。
抗干扰能力
通过选频网络，可以有效地滤除干扰信号，提高电子对抗系统的抗干 扰能力。
04
选频网络的性能指标
选择性
01
选择性
选频网络的选择性是指其区分不同频率信号的能力。选择性好的选频网
络能够有效地抑制相邻频带的干扰信号，提高通信系统的抗干扰能力。
雷达系统
目标检测
选频网络在雷达系统中用于选择特定频率的信号，实现对目标的 有效检测和跟踪。
分辨率
通过选频网络，可以实现对目标距离和速度的高分辨率测量。
抗干扰能力
选频网络能够滤除干扰信号，提高雷达系统的抗干扰能力。
电子对抗系统
信号处理
选频网络在电子对抗系统中用于选择特定频率的信号进行接收和处 理，以实现有效的电子侦察和干扰。
06
选频网络的未来发展
新材料的应用
高性能材料
采用具有优异电磁性能的新型材料，如高导电率 金属、介质陶瓷等，以提高选频网络的性能。
复合材料
利用复合材料的特性，将不同材料组合在一起， 实现多功能的选频网络。
低损耗材料
研究低损耗材料，降低信号传输过程中的能量损 失，提高信号传输效率。
新结构的设计
微型化设计
调谐电路的基本原理
当输入信号的频率与调谐电路的固有频率相同时，电路发 生谐振，此时输入信号能够顺利通过电路，实现信号的选 择性传输。
LC振荡回路
LC振荡回路
由电感（L）和电容（C）组成的振荡回路，通过电磁感应和电场作用实现能量的储存和释放， 形成振荡。
LC振荡回路的分类
根据振荡频率的不同，可以分为低频振荡回路和高频振荡回路；根据用途的不同，可以分 为信号发生器、滤波器、放大器等。
第二章 选频网络
第二章：选频网络
1.选频网络的作用：滤波
高频放大电路的负载
阻抗变换
相移；
2.选频网络分为：振荡电路、滤波器（LC集中滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器、声表面波滤波器）；
3.串联谐振回路：（谐振时，回路阻抗等于R,达到最小，回路电流则达到最大。
L与C两端的电压降将等于信号源电压V s的Q倍，因而称为电压谐振）
R
w0=f0=
品质因数：Q=wL
R 回路通频带：2∆f0.7=f0
Q
✓串联谐振回路适用于信号源内阻低的情况，信号源内阻越大，回路品质因数Q越低，谐振曲线越钝，选择性也就越差。
✓谐振时，电感、电容没有消失！
4.并联谐振回路（通常，损耗电阻R在工作频段内满足：R<<wL 或高Q）
w p=f p=
品质因数: Q=1
WCR
✓谐振时，Z p为纯电阻，且等于电感之路（或电容支路）电抗的Q p倍，因而此时并联谐振回路阻抗为最大值，而在偏离谐振点时，回路等效阻抗为感性（低于谐振频率时）或为容性（高于谐振频率时）；
习题整理：
题1：
题2.
题3.。
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绪论 选频网络练习题
一、填空题
1、通频带的定义是幅值下降到最大值的 根号2分之1 倍 时所对应的频带宽度。
2、LC 谐振回路Q 值越大，则谐振曲线越 尖锐 ，通频带 越窄 ，选择性 越好 。
3、并联谐振回路的MHz f 50=，通频带2△ =50kHz ，则该回路品质因数为 100 。
4、通信系统由输入换能器、 发送设备 、 信道 、 接收设备 以及输出换能器组成。
5、、通常将携带有信息的电信号称为 调制信号 ，未调制的高频振荡信号称为
载波 ，通过调制后的高频振荡信号称为 已调信号 。
6、LC 并联谐振回路中，当回路谐振时，L ω等于C
ω1
，等效阻抗 最大 ，且为 L/CR ，
其谐振的频率是 2PI 根号下LC 分之一 。
7、无线电通信中，信号是以 电磁波 形式发射出去的。
连续波的调制方式有 调幅 、 调频 、 调相 。
8、若接入系数为p ，由低抽头往高抽头转换，等效电阻变化 1/p2 倍，等效电流源变化 p 倍
9、接收机分为 直接放大式 和 超外差式 两种。
10、串联谐振一般又称_电压______谐振，串联谐振电路一般希望所接信号源是_低内阻________性质的，否则将使得该谐振电路没有频率选择性。
11、由于谐振回路具有谐振特性，所以它具有 选频滤波 的能力。
回路的Q 值越 回路的谐振曲线越 尖锐 ，通频带越 窄 ，选择性就越 好 。
12、如图所示是LC 并联谐振回路，若加大R ，则回路的通频带变 宽 ，回路选择性 变 差 。
13、矩形系数是表征放大器_ 选择性 好坏的一个物理量，其定义式为
=1.0r K 。
14、发送设备的两大任务是 调制 和 放大 。
二、选择题
1、有一并联谐振回路空载品质因数为
Q ，谐振时电感支路电流与电流源
S
I 之间的关系近
似为（ A ）。
A 、s 0I Q B 、s I C 、0s I D 、 其它 2、在调谐放大器的LC 回路两端并上一个电阻R ，可以 C 。
A ．提高回路的Q 值
B ．提高谐振频率
C ．加宽通频带
D ．减小通频带 3、串联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（ C ）
A 、感性
B 、容性
C 、阻性
D 、容性或感性 4、在高频放大器中，多用调谐回路作为负载，其作用不包括 （ D ） A ．选出有用频率 B ．滤除谐波成分 C ．阻抗匹配 D ．产生新的频率成分 5、为了有效发射电磁波，天线尺寸应当与发射信号下面哪个量相比拟： （ A ） A 、波长 B 、 频率 C 、幅度 D 、都不对 6、并联谐振回路的通频带是指其输出电压下降到谐振电压的 所对应的频率范围， 用7
.02f ∆表示。
（ D ）
A 、1/2
B 、1/3
C 、1/3
D 、1/2
7、LC 并联谐振回路具有选频作用。
回路的品质因数越高，则 （ A ）
A 、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，但通频带越窄。
B 、回路谐振曲线越尖锐，选择性越好，通频带越宽。
C 、回路谐振曲线越尖锐，但选择性越差，通频带越窄。
D 、回路谐振曲线越尖锐，但选择性越差，通频带越宽。
8、地波传播时，传播的信号频率越高，损耗 。
（ B ） A 、越小 B 、越大 C 、不变 D 、无法确定
9、并联谐振回路谐振时，电纳为零，回路总导纳为 。
( B ) A ．最大值 B ．最小值 C ．零 D ．不能确定
10、谐振回路与晶体管连接时，常采用部分接入方式实现阻抗匹配，控制品质因数以达到对通频带和选择性的要求，图示电路中Is 信号源的接入系数s p 为 。
( D )
s
i
A ．12L L
B ．21L L
C ．112L L L +
D ．2
12L L L +
11、电路与上题同，晶体管基极与谐振回路的接入系数L p 为 。
( C ) A ．12C C B ．21C C C ．112C C C + D ．2
12C C C +
12、串联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（ C ）
A 、感性
B 、容性
C 、阻性
D 、容性或感性 13、考虑信号源内阻和负载后，LC 选频回路的通频带变 ，选择性变 。
( D )
A 、小、好
B 、大、好
C 、小、差
D 、大、差
14、LC 组成并联谐振回路，谐振频率LC
f o π21=
，把它串接在电路中，就能阻止频率为
多少的信号通过。
（ B ） A ． 不为o f B ．o f C ．大于o f D ．小于o f 15、如图所示，将负载L R 等效到ab 两端L R '
= 。
（ A ）
A. L R C
C C 2
1
21⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ B.
L R C
C C 222
1⎪⎪⎭⎫ ⎝
⎛+ C. L R C C C 2211⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+ D. L
R C C C 2
212⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+
16、等效变换电路如图4示，pF C 201=，pF C 602=，则R '与R 的等效关系
为 。
（ B ）
图 4
A. R R 4='
B. R R 16='
C.
R R 41=
' D. R R 161
='
17、并联谐振回路外加信号频率等于回路谐振频率时回路呈（ C ） A ．感性 B ．容性 C ．阻性 D ．容性或感性 18、石英晶体谐振器，工作在( A )时的等效阻抗最小。
A ．串联谐振频率fs
B ．并联谐振频率fp
C ．串联谐振频率fs 与并联谐振频率fp 之间
D ．工作频率 19、强耦合时，耦合回路η越大，谐振曲线在谐振频率处的凹陷（ A ）。
A 、越大
B 、越小
C 、不出现
D 、以上都不对 20、石英晶体滤波器与单振荡回路相比__B __。
A 、通频带更宽
B 、选择性更好
C 、Q 值更低
D 、矩形系数更大 21、并联谐振又称为 B 谐振。
A 、电压
B 、电流
C 、阻抗
D 、 导纳 22、电路中采用部分接入的目的是 B 。
A 、供电
B 、阻抗变换
C 、便于连接
D 、隔直流
三、判断题
1、LC并谐振电路谐振时，感抗与容抗都为零，所以回路呈纯电阻特性。
T
2、LC并联谐振回路谐振时其纯电阻最小。
T
3、LC回路的品质因数Q值愈小，其选频能力愈弱。
F
4、降低LC并联谐振回路的Q值可以使其矩形系数更接近1。
F
5、考虑信号源内阻和负载电阻以后，谐振回路的Q值降低，通频带变窄。
T
6、选择性是指放大器从各种不同频率的信号中选出有用，抑制干扰信号的能力。
T
7、在调谐放大器的LC回路两端并上一个电阻R可以加宽通频带。
T
8、谐振回路中，Q值越大，则选择性越好，通频带越宽。
F
四、简答题
1、什么叫调制在无线通信系统中为什么要进行调制
2、将下列采用调幅方式实现的无线通信系统中的超外差式接收机的组成框图补充完整。
2、
方框①和方框②分别是接收机的哪部分各有什么作用
3、如图为一超外差调幅收音机方框图，回答：
（1）填出框中空白部分分别为何器件，虚线框代表一个什么器件，有什么作用 （2）作出图中1u 、3u 、5u 的频谱图。
（假设接收到的是一单音频信号Ω）
4、通信系统由哪些部分组成各组成部分的作用是什么 五、计算题
1、并联谐振回路如图所示。
已知：010MHz f =，100Q =，Ω=k R S 12，L 1k R =Ω，40pF C =，
匝比11323/ 1.3n N N ==，21345/4n N N ==，试求谐振回路有载谐振电阻、有载品质因数和回
路通频带。
2、电路如图所示，已知H L μ8.0=，1000=Q ，pF C 251=,pF C 152=,pF C i 5=，
Ω=k R i 10，Ω=k R L 5。
求谐振频率0f 和通频带7.02f ∆。
3、如图所示，已知0120.8,100,10,1,i L H Q C C pF C pF μ=====1,L C pF =5L R k =Ω
5.0p ,k 10R 1i ==Ω 。
试计算回路谐振频率、谐振电阻、有载L Q 值和带宽。
4、电路如图,参数如下：
MHz
f 300=,pF
C 20=,
13L 的
pF
C R k R k R N N N Q g L g 9,830,5.2,10,3,4,6,6014523120=Ω=Ω=Ω=====。
pF C L 12=。
求13L 、L Q 和通频带。
5、如图所示电路中，已知回路谐振频率为kHz f 4650=,,1000=Q 信号源内阻,27Ω=k R g 负载,2Ω=k R L pF C 200=,22.0,31.021==n n 。
试求电感L 及通频带。
s
I i
C i
R L
2
C 1
C L
C L
R 1
p。