高频电子线路之谐振回路ppt课件.ppt

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1、2.1谐振回路2.2小信号谐振放大器思考题与习题第2章小信号谐振放大器2.2小信号谐振放大器一、概述1.放大器的分类：2.定义：将具有谐振性质的负载接到集成宽带放大器或晶体管等放大器件输出端而构成的放大器称为小信号谐振放大器。特点：具有选频和放大特性。按信号大小分按级数分按放大与选频功能的布局分小信号谐振放大器（线性）大信号谐振放大器（非线性）单级单调谐多级单调谐分散选频集中选频3.高频小信号放大器的特点：⑴频率高：几百kHz～几百MHz；带宽为几kHz～几十MHz。⑵小信号：工作在线性段（甲类）如TV的高频头、中放。4.性能指标：⑴谐振增益：指放大器在谐振频率上的电压增益，表示

2、对有用信号的放大能力。(20lgAv电压增益；10lgAp功率增益)⑵通频带：放大器的增益比谐振增益下降3分贝时的上下限频率之差值。BW0.7称为0.7通频带或3分贝通频带。⑶选择性：指通频带以外的某一特定频率上的增益与谐振增益的比值。表示对通频带以外的干扰信号的抑制能力。⑷矩形系数：当放大器的幅频特性为理想矩形时，可解决通频带与选择性的相互矛盾。所以按理想情况，谐振曲线应为一矩形。为了表示实际曲线接近理想曲线的程度，引入“矩形系数”，它表示对邻道干扰的抑制能力。（b）(a)集成宽带放大器集中滤波器集中选频电路集中选频放大器把放大和选频两种功能分开处理。在集中选频放大器里,先采用矩

3、形系数较好的集中滤波器进行选频,然后利用单级或多级集成宽带放大电路进行信号放大。前者以集中预选频代替了逐级选频,减小了调试的难度,后者可充分发挥线性集成电路的优势。分散选频电路器件谐振回路器件谐振回路二、集中选频小信号谐振放大器㈠引言组成：非谐振宽带放大＋高频选择性滤波非谐振宽带放大：大增益，宽频带直接耦合、RC耦合、变压器耦合滤波器：LC带通、陶瓷、石英、声表面波滤波器㈡集中滤波器1.石英晶体滤波器石英是矿物质硅石中的一种（也可人工制造），化学成分是SiO2，其形状为结晶的六角锥体。图(a)表示自然结晶体，图(b)表示晶体的横截面。为了便于研究，人们根据石英晶体的物理特性，在石英

4、晶体内画出三种几何对称轴，连接两个角锥顶点的一根轴ZZ，称为光轴，在图(b)中沿对角线的三条XX轴，称为电轴，与电轴相垂直的三条YY轴，称为机械轴。石英晶体具有正、反两种压电效应。所谓压电效应，就是当石英晶体沿某一电轴受到交变电场作用时，就能沿机械轴产生机械振动，反过来，当机械轴受力时，就能在电轴方向产生电场。所以说石英晶体实际上是一个能把机械能转换为电场能，又能把电场能转换为机械能的可逆换能器，且换能性能具有谐振特性，在谐振频率，换能效率最高。石英晶体和其他弹性体一样，具有惯性和弹性，因而存在着固有振动频率，当晶体片的固有频率与外加电源频率相等时，晶体片就产生谐振。1.符号及等效

5、电路当晶体振动时，惯性能和弹性能相互转换。根据这一物理事实，由机电类可以将晶体等效为一个串联谐振电路，可用集中参数Lq、Cq、rq来模拟，Lq为晶体的质量（惯性），Cq为等效弹性模数，rq为机械振动中的摩擦损耗。电容C0称为石英谐振器的静电容。其容量主要决定于石英片尺寸和电极面积。2.石英谐振器的等效电抗：（阻抗特性）石英晶体有两个谐振角频率。一个是左边支路的串联谐振角频率q，即石英片本身的自然角频率。另一个为石英谐振器的并联谐振角频率p。串联谐振频率并联谐振频率Q值较陶瓷更高，q与p差更小，而且矩形系数更好。2.陶瓷滤波器利用某些陶瓷材料的压电效应构成的滤波器，称为陶瓷滤

6、波器。它常用锆钛酸铝[Pb(zrTi)O3]压电陶瓷材料（简称PZT）制成。这种陶瓷片的两面用银作为电极，经过直流高压极化之后具有和石英晶体相类似的压电效应。优点：容易烧制，可制成各种形状；适于小型化；且耐热耐湿性好。它的等效品质因数QL为几百，比石英晶体低但比LC滤波高。1.符号及等效电路图中C0等效为压电陶瓷谐振子的固定电容；Lq为机械振动的等效质量；Cq为机械振动的等效弹性模数；Rq为机械振动的等效阻尼；其等效电路与石英晶体相同。其串联谐振频率并联谐振频率式中，C为C0和Cq串联后的电容。2.陶瓷滤波器电路：(1)三端陶瓷滤波器：特点：Q值达几万、几十万，选择性好，

7、但矩形系数不够好。123在串联谐振频率时，等效阻抗最小（<20欧），在并联谐振频率时，等效阻抗最大。(2)四端陶瓷滤波器：如将陶瓷滤波器连成如图所示的形式，即为四端陶瓷滤波器。图(a)为由二个谐振子组成的滤波器，图(b)为由五个谐振子组成四端滤波器。谐振子数目愈多，滤波器的性能愈好。下图表示陶瓷滤波器图(a)的等效电路。适当选择串臂和并臂陶瓷滤波器的串、并联谐振频率，就可得到理想的滤波特性。若2L1的串联频率等于2L2的并联频率，则对要通过的频率2L1阻抗最小，2L2