造价通

反馈
取消

热门搜词

造价通

取消 发送 反馈意见

高频电路振荡回路

2018/06/1999 作者:佚名
导读: 高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡(谐振)回路、高频变压器、谐振器与滤波器等,它们完成信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络,也是构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件,在电路中完成阻抗变换、信号选择等任务,并可直接作为负载使用。振荡回路是由电感和电容组成。只有一个回路的振荡回路称为简单振荡回路或单振荡回路,分为串联谐振回路或并联谐

高频电路中的无源组件或无源网络主要有高频振荡(谐振)回路、高频变压器、谐振器与滤波器等,它们完成信号的传输、频率选择及阻抗变换等功能。

高频振荡回路是高频电路中应用最广的无源网络,也是构成高频放大器、振荡器以及各种滤波器的主要部件,在电路中完成阻抗变换、信号选择等任务,并可直接作为负载使用。

振荡回路是由电感和电容组成。只有一个回路的振荡回路称为简单振荡回路或单振荡回路,分为串联谐振回路或并联谐振回路。

串联

图1-4串联震荡回路及其特性

若在串联振荡回路两端加一恒压信号,则发生串联谐振时因阻抗最小,流过电路的电流最大,称为谐振电流,其值为:

在任意频率下的回路电流与谐振电流之比为:

其模为:

其中,

称为回路的品质因数,它是振荡回路的另一个重要参数。根据式(1-6)画出相应的曲线如图1-5所示,称为谐振曲线。

图1-5串联谐振回路的谐振曲线:

图1-6串联回路在谐振时的电流、电压关系:

在实际应用中,外加信号的频率ω与回路谐振频率ω0之差Δω=ω-ω0表示频率偏离谐振的程度,称为失谐。当ω与ω0很接近时,

令ξ为广义失谐,则式(1-5)可写成

当保持外加信号的幅值不变而改变其频率时,将回路电流值下降为谐振值的时对应的频率范围称为回路的通频带,也称回路带宽,通常用B来表示。令式(1-9)等于,则可推得ξ=±1,从而可得带宽为

并联

串联谐振回路适用于电源内阻为低内阻(如恒压源)的情况或低阻抗的电路(如微波电路)。

图1-7并联谐振回路及其等效电路、阻抗特性和辐角特性:

(a)并联谐振回路;(b)等效电路;(c)阻抗特性;(d)辐角特性

并联谐振回路的并联阻抗为:

定义使感抗与容抗相等的频率为并联谐振频率ω0,令Zp的虚部为零,求解方程的根就是ω0,可得

式中,Q为回路的品质因数,有

当时,。回路在谐振时的阻抗最大,为一电阻R0

因为:

并联回路通常用于窄带系统,此时ω与ω0相差不大,式(1-13)可进一步简化为

式中,Δω=ω-ω0。对应的阻抗模值与幅角分别为

图1-8表示了并联振荡回路中谐振时的电流、电压关系。

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=50pF,

(1)试计算所需的线圈电感值。

(2)若线圈品质因数为Q=100,试计算回路谐振电阻及回路带宽。

(3)若放大器所需的带宽B=0.5MHz,则应在回路上并联多大电阻才能满足放大器所需带宽要求?

(1)计算L值。由式(1-2),可得

将f0以兆赫兹(MHz)为单位,C以皮法(pF)为单位,L以微亨(μH)为单位,上式可变为一实用计算公式:

将f0=fs=10MHz代入,得

(2)回路谐振电阻和带宽。由式(1-12)

回路带宽为

(3)求满足0.5MHz带宽的并联电阻。设回路上并联电阻为R1,并联后的总电阻为R1∥R0,总的回路有载品质因数为QL。由带宽公式,有

此时要求的带宽B=0.5MHz,故

回路总电阻为

需要在回路上并联7.97kΩ的电阻。

抽头并联

图1-9几种常见抽头振荡回路

对于图1-9(b)的电路,其接入系数p可以直接用电容比值表示为

图1-10电流源的折合谐振时的回路电流IL和IC与I的比值要小些,而不再是Q倍。由

例2如图1-11,抽头回路由电流源激励,忽略回路本身的固有损耗,试求回路两端电压u(t)的表示式及回路带宽。

图1-11例2的抽头回路解:由于忽略了回路本身的固有损耗,因此可以认为Q→∞。由图可知,回路电容为

谐振角频率为电阻R1的接入系数等效到回路两端的电阻为

回路两端电压u(t)与i(t)同相,电压振幅U=IR=2V,故

回路有载品质因数

回路带宽

耦合振荡

在高频电路中,有时用到两个互相耦合的振荡回路,也称为双调谐回路。把接有激励信号源的回路称为初级回路,把与负载相接的回路称为次级回路或负载回路。图1-12是两种常见的耦合回路。图1-12(a)是互感耦合电路,图1-12(b)是电容耦合回路图1-12两种常见的耦合回路及其等效电路

对于图1-12(b)电路,耦合系数为

初次级串联阻抗可分别表示为

耦合阻抗为

由图1-12(c)等效电路,转移阻抗为

由次级感应电势产生,有

考虑次级的反映阻抗,则

*文章为作者独立观点,不代表造价通立场,除来源是“造价通”外。
关注微信公众号造价通(zjtcn_Largedata),获取建设行业第一手资讯

热门推荐

相关阅读