通信电子线路第02章选频网络67页ppt课件.ppt

退出第二章第二章 选频网络选频网络2.1 串联谐振回路2.2 并联谐振回路2.3 串并联阻抗等效互换和抽头变换2.4 谐振回路的相频特性—群时延特性2.5 耦合回路2.6 滤波器的其它形式退出第二章第二章 选频网络选频网络一、选频的基本概念:所谓选频就是选出需要的频率分量和滤除不需要的频率分量二、分类单振荡回路耦合振荡回路选频网络振荡电路〔由L、C组成）各种滤波器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 用于集成电路中 优点：1. 有利于微型化；2. 稳定性好〔由于它仅接在放大器的某一级，晶体管的影响小）；3. 电性能好，品质因数好，接在低电平级，使噪声和干扰受到大幅度的衰减；4. 便于大量生产退出2.1 串联谐振回路串联谐振回路 由电感线圈和电容组成的单个振荡回路在谐振频率和谐振频率附近工作时称为串联或并联谐振回路 串联振荡回路：由信号源与电容、电感串联构成的振荡回路一、串联谐振回路1、阻抗当 时达到最大 z = R + jx = R+ j (L – ) =退出2.1串联谐振回路串联谐振回路 当  0时节|z| >R，  > =0，x > 0呈感性，电流滞后电压，i < 0  < 0，x<0呈容性，电流超前电压，i > 0  = 0 |z| = R x = 0达到串联谐振。

当回路谐振时的感抗或容抗，称之为特性阻抗用表示退出2.1 谐振回路谐振回路二、谐振特性1)2) 谐振时电流最大且与电源同相3)退出2.1 谐振回路谐振回路三、品质因数三、品质因数Q：： 谐谐振振时时回回路路感感抗抗值值〔〔或或容容抗抗值值〕〕与与回回路路电电阻阻R的的比比值值称称为为回回路路的品质因数，以的品质因数，以Q表示，它表示回路损耗的大小表示，它表示回路损耗的大小 当谐振时：当谐振时： 因因此此串串联联谐谐振振时时，，电电感感L和和电电容容C上上的的电电压压达达到到最最大大值值且且为为输输入入信信号号电电压压的的Q倍倍，，故故串串联联谐谐振振也也称称为为电电压压谐谐振振因因此此，，必必须须预先注意回路元件的耐压问题预先注意回路元件的耐压问题退出2.1 谐振回路谐振回路结论：结论：①电感线圈与电容器两端的电压模值相等，且等于外加电压 的Q倍②②Q值一般可以达到几十或者几百，故一般可以达到几十或者几百，故电容或者容或者电感两端的感两端的 电压可以是信号可以是信号电压的几十或者几百倍，称的几十或者几百倍，称为电压谐振，振， 在在实际应用的用的时候要加以注意。

候要加以注意③③串串联谐振振时电路中的路中的电流或者流或者电压可以可以绘成向量成向量图留意：损耗电阻是包含在留意：损耗电阻是包含在R中的，所以中的，所以故：故： 超前超前 的角度小于的角度小于退出2.1 谐振回路谐振回路四、广义失谐系数四、广义失谐系数：： 广义失谐是表示回路失谐大小的量，广义失谐是表示回路失谐大小的量， 其定义为：其定义为： 当当   0即失谐不大时：即失谐不大时： 当谐振时：当谐振时： = 0退出2.1 谐振回路谐振回路五、谐振曲线：五、谐振曲线： 串串联联谐谐振振回回路路中中电电流流幅幅值值与与外外加加电电动动势势频率之间的关系曲线称为谐振曲线频率之间的关系曲线称为谐振曲线 可用可用N(f)表示谐振曲线的函数表示谐振曲线的函数 Q值值不不同同即即损损耗耗R不不同同时时，，对对曲曲线线有有很很大大影影响响，，Q值值大大曲曲线线尖尖锐锐，，选选择择性性好好，，Q值值小曲线钝，通带宽小曲线钝，通带宽退出2.1 谐振回路谐振回路六、通频带六、通频带 当当回回路路外外加加电电压压的的幅幅值值不不变变时时，，改改变变频频率率，，回回路路电电流流I下下降降到到Io 的的 时时所所对对应应的的频频率率范范围围称称为为谐谐振回路的通频带用振回路的通频带用B表示，表示， 当当 而而 所以所以也可用线频率也可用线频率f0表示，即表示，即 B= 退出2.1 谐振回路谐振回路七、相七、相频特性曲特性曲线：： 回路回路电流的相角流的相角随随频率率 变化的曲化的曲线。

回路回路电流的相流的相频特性曲特性曲线为 由于由于 所以回路所以回路电流的相角流的相角为阻抗幅角的阻抗幅角的负值，， = –回路回路电流的相角是与外加流的相角是与外加电压相比相比较而言的若超前，那么而言的若超前，那么 > 0 若滞后，若滞后，那么那么 < 0 Q值不同不同时，相，相频特性曲特性曲线的陡峭程度不同，的陡峭程度不同，Q1>Q2 退出2.1 谐振回路谐振回路八、能量关系八、能量关系谐振时 即即W是一个不随时间变化的常数这说明回路中储存的能量是不变的，只是是一个不随时间变化的常数这说明回路中储存的能量是不变的，只是圈与电容器之间相互转换且电抗元件不消耗外加电动势的能量，外加电动圈与电容器之间相互转换且电抗元件不消耗外加电动势的能量，外加电动势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的高幅振荡所以谐振回路中电流势只提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的高幅振荡所以谐振回路中电流最大 退出2.1 谐振回路谐振回路结论：①电感上储存的瞬时能量的最大值与电容上储存的瞬时能量 的最大值相等②能量W是一个不随着时间变化的常数，这说明整个回路中储存 的能量保持不变，只是圈和电容器之间相互转换，电 抗元件不消耗外加电源的能量。

③外加电源只是提供回路电阻所消耗的能量，以维持回路的 等幅振荡，谐振时振荡器回路中的电流最大电路R上消耗的平均功率为：每一周期时间内消耗在电阻上的能量为：退出2.1 谐振回路谐振回路九、信号源内阻及负载对串联谐振回路的影响九、信号源内阻及负载对串联谐振回路的影响结论：串联谐振回路通常适用于信号源内阻Rs很小 （恒压源〕和负载电阻RL也不大的情况 通常把没有接入信号源内阻和负载电阻时回路本身的Q值叫做无载Q〔空载Q值）如式 把接入信号源内阻和负载电阻的Q值叫做有载Q值，用QL表示： 其中R为回路本身的损耗，RS为信号源内阻，RL为负载 退出2.2并联谐振回路并联谐振回路概述： 对于信号源内阻和负载比较大的情况，宜采用并联谐振回路构造：电感线圈、电容C、外加 信号源相互并联的振荡回路如下图：其中由于外加信号源内阻很大，为了分析方便采用恒流源一、阻抗一、阻抗普通普通 L>> R 退出2.2并联谐振回路并联谐振回路谐振时的阻抗特性：因此回路谐振时：退出2.2并联谐振回路并联谐振回路 即谐振电阻为感抗或者容抗的Qp倍，当Qp很大时，这个电阻值是很大的。

二、并联谐振特性：二、并联谐振特性：谐振条件:假设 不成立谐振时Z为实数,故退出 2.2并联谐振回路并联谐振回路 谐振时电感支路或者电容支路的电流幅值为外加电流源IS的 QP倍因此，并联谐振又称为电流谐振 一般Q为几十到几百，因此信号源的电流不是很大，而支路内的电流却是很大三、品质因数：三、品质因数：退出四、广义失谐：四、广义失谐： 表示回路失谐大小的量表示回路失谐大小的量退出五、谐振曲线：五、谐振曲线： 串联回路用电流比来表示，并联回路用电压比来表示串联回路用电流比来表示，并联回路用电压比来表示 回路端电压回路端电压 谐振时回路端电压谐振时回路端电压 由此可作出谐振曲线由此可作出谐振曲线 （回路端电压在信号源电流不变时与频率之间的关系）（回路端电压在信号源电流不变时与频率之间的关系）2.2并联谐振回路并联谐振回路退出在小失谐时：结论：2.2并联谐振回路并联谐振回路退出六、通频带：六、通频带： 当回路端电压下降到最大值的 时所对应的频率范围 即 绝对通频带 相对通频带2.2并联谐振回路并联谐振回路退出七、相频特性：七、相频特性： 串联电路里是指回路电流与信号源电压的相角差。

而并联电路是是指回路端电压对信号源电流Is的相角差  = p 时  = 0  > p 时  < 0 容性  < p 时  > 0 感性 相频曲线如图所示以上讨论的是Q较高的情况，Q值低时分析见p37—p38 相角：2.2并联谐振回路并联谐振回路退出八、信号源内阻和负载对并联谐振回路的影响八、信号源内阻和负载对并联谐振回路的影响2.2并联谐振回路并联谐振回路退出2.3 串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联阻抗等效互换和抽头变换1、串并联阻抗的等效互换 所谓等效就是指电路工作在某一频率时，不管其内部的电路形式如何，从端口看过去其阻抗或者导纳是相等的故： 由于串联电路的有载品质因数与并联电路的有载品质因数相等所以等效互换的变换关系为：当品质因数很高〔大于10或者更大〕时则有退出2.3 串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联等效互换分析：2〕串联电抗 化为同性质的并联电抗 且：3〕串联电路的有效品质因数为1〕小的串联电阻 化为大的并联电阻 且：退出2、回路抽头时阻抗的变化〔折合〕关系： 接入系数： 接入系数P即为抽头点电压与端电压的比根据能量等效原则： 因此由于 因此 P是小于1的正数，即 即由低抽头向高抽头转换时，等效阻抗提高 倍。

2.3 串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联阻抗等效互换和抽头变换退出2.3 串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联阻抗等效互换和抽头变换1) 在不考虑 之间的互感M时:在谐振时由于Q值很高,ab两端的等效阻抗可以表示为:此时回路的谐振频率为:由于谐振时db两端的等效阻抗为故抽头变化的阻抗变换关系为★当抽头改变时,p值改变,可以改变回路在db两端的等效阻抗退出2.2 串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联阻抗等效互换和抽头变换以上讨论的是阻抗形式的抽头变换如果是导纳形式:2) 对于电容抽头电路而言,接入系数当考虑 和 之间的互感M时接入系数应该指出接入系数 或 都是假定外接在ab端的阻抗远大于L1或 时才成立 退出2.2 串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联阻抗等效互换和抽头变换★电压源和电流源的变比是 而不是 由于 从ab端到bd端电压变换比为 ，在保持功率相同的条件下，电流变换比就是P倍即由低抽头向高抽头变化时，电流源减小了P倍。

3) 电流源的折合：右图表示电流源的折合关系因为是等效变换，变换前后其功率不变退出4)负载电容的折合： 电容减小，抗加大结论：1、抽头改变时， 或 、 的比值改变，即P改变； 2、抽头由低高，等效导纳降低P2倍，Q值提高许多，即等效电阻提 高了 倍，并联电阻加大，Q值提高2.2 串并联阻抗等效互换和抽头变换串并联阻抗等效互换和抽头变换 因此抽头的目的是：减小信号源内阻和负载对回路和影响 负载电阻和信号源内阻小时应采用串联方式；负载电阻和信号源内阻大时应采用并联方式；负载电阻信号源内阻不大不小采用部分接入方式 退出 例2-2 下图为紧耦合的抽头电路，其接入系数的计算可参照前述分析 给定回路谐振频率fp = 465 kHz，Rs = 27K，Rp = 172K， RL = 1.36K，空载Qo = 100，P1 = 0.28，P2 = 0.063，Is = 1mA 求回路通频带B = ？和等效电流源退出3. 插入损耗： 由于回路有谐振电阻Rp存在，它会消耗功率因此信号源送来的功率不能全部送给负载RL，有一部分功率被回路电导gp所消耗了。

回路本身引起的损耗，称为插入损耗，用Kl表示右 图是考虑信号源内阻、负载电阻和回路损耗的并联电路无损耗时的功率有损耗时的功率若Rp = ， gp = 0则为无损耗 补充：回路的插入损耗补充：回路的插入损耗退出由于回路本身的 ，而 因此插入损耗 若用分贝表示： 通常在电路中我们希望Q0大即损耗小回路的插入损耗回路的插入损耗退出2.4 耦合回路耦合回路1、概述单振荡回路具有频率选择性和阻抗变换的作用但是：1、选频特性不够理想 2、阻抗变换不灵活、不方便为了使网络具有矩形选频特性，或者完成阻抗变换的需要，需要采用耦合振荡回路耦合回路由两个或者两个以上的单振荡回路通过各种不同的耦合方式组成退出2.4 耦合回路耦合回路2、常用的两种耦合回路 耦合系数k：耦合回路的特性和功能与两个回路的耦合程度有关按耦合参量的大小：强耦合、弱耦合、临界耦合耦合系数是表示回路间耦合强弱的量用k表示：电感耦合回路电容耦合回路退出 为了说明回路间耦合程度的强弱，引入“耦合系数〞的概念并以K表示。

对电容耦合回路： 一般C1 = C2 = C 通常 CM <

解上列方程组可分别求出初级和次级回路电流的表示式： 2.4 耦合回路耦合回路退出 称为初级回路对次级回路的反射阻抗；而 为次级开路时，初级电流 在次级线圈L2中所感应的电动势，用电压表示为 必须指出，在初级和次级回路中，并不存在实体的反射阻抗所谓反射阻抗，只必须指出，在初级和次级回路中，并不存在实体的反射阻抗所谓反射阻抗，只不过是用来说明一个回路对另一个相互耦合回路的影响例如，不过是用来说明一个回路对另一个相互耦合回路的影响例如，Zf1表示次级电表示次级电流通过线圈流通过线圈L2时，在初级线圈时，在初级线圈L1中所引起的互感电压中所引起的互感电压 对初级电流的影响，对初级电流的影响，且此电压用一个在其上通过电流的阻抗来代替，这就是反射阻抗的物理意义且此电压用一个在其上通过电流的阻抗来代替，这就是反射阻抗的物理意义2.4 耦合回路耦合回路上两式中，称为次级回路对初级回路的反射阻抗；退出 将自阻抗Z22和Z11各分解为电阻分量和电抗分量，分别代入上式，得到初级和次级反射阻抗表示式为 2.4 耦合回路耦合回路退出 考虑到反射阻抗对初、次级回路的影响，最后可以写出初、次级等效电路的总阻抗的表示式： 以上分析尽管是以互感耦合路为例，但所得结论具有普遍意义。

它对纯电抗耦合系统都是适用的，只要将相应于各电阻的自阻抗和耦合阻抗代入以上各式，即可得到该电路的阻抗特性2.4 耦合回路耦合回路退出由上两式可见，反射阻抗由反射电阻Rf与反射电抗Xf所组成由以上反射电阻和反射电抗的表示式可得出如下几点结论： 1〕反射电阻永远是正值这是因为，无论是初级回路反射到次级回路，还是从次级回路反射到初级回路，反射电阻总是代表一定能量的损耗 2〕反射电抗的性质与原回路总电抗的性质总是相反的以Xf1为例，当X22呈感性(X22>0)时，则Xf1呈容性(Xf1<0)；反之，当X22呈容性(X22<0)时，则xf1呈感性(Xf1>0) 3〕反射电阻和反射电抗的值与耦合阻抗的平方值（ M〕2成正比当互感量M=0时，反射阻抗也等于零这就是单回路的情况 4〕当初、次级回路同时调谐到与激励频率谐振〔即X11=X22=0〕时，反射阻抗为纯阻其作用相当于在初级回路中增加一电阻分量， 且反射电阻与原回路电阻成反比2.4 耦合回路耦合回路退出 3. 耦合回路的调谐： 考虑了反射阻抗后的耦合回路如下图 对于耦合谐振回路，凡是达到了初级等效电路的电抗为零，或次级等效电路的电抗为零或初级回路的电抗同时为零，都称为回路达到了谐振。

调谐的方法可以是调节初级回路的电抗，调节次级回路的电抗及两回路间的耦合量由于互感耦合使初、次级回路的参数互相影响〔表现为反映阻抗）所以耦合谐振回路的谐振现象比单谐振回路的谐振现象要复杂一些根据调谐参数不同，可分为 部分谐振、复谐振、全谐振三种情况2.4 耦合回路耦合回路退出（1〕部分谐振：如果固定次级回路参数及耦合量不变，调节初级回路的电抗使初级回路达到x11 + xf1 = 0即回路本身的电抗 = –反射电抗，我们称初级回路达到部分谐振，这时初级回路的电抗与反射电抗互相抵消，初级回路的电流达到最大值 初级回路在部分谐振时所达到的电流最大值，仅是在所规定的调谐条件下达到的，即规定次级回路参数及耦合量不变的条件下所达到的电流最大值，并非回路可能达到的最大电流 2.4 耦合回路耦合回路退出 若初级回路参数及耦合量固定不变，调节次级回路电抗使x22 + xf2 = 0，则次级回路达到部分谐振，次级回路电流达最大值 次级电流的最大值并不等于初级回路部分谐振时次级电流的最大值 耦合量改变或次级回路电抗值改变，则初级回路的反映电阻也将改变，从而得到不同的初级电流最大值。

此时，次级回路电流振幅为 也达到最大值，这是相对初级回路不是谐振而言，但并不是回路可能达到的最大电流 2.4 耦合回路耦合回路退出2〕复谐振： 在部分谐振的条件下，再改变互感量，使反射电阻Rf1等于回路本身电阻R11，即满足最大功率传输条件，使次级回路电流I2达到可能达到的最大值，称之为复谐振，这时初级电路不仅发生了谐振而且达到了匹配反映电阻Rf1将获得可能得到的最大功率，亦即次级回路将获得可能得到的最大功率，所以次级电流也达到可能达到的最大值可以推导 留意，在复谐振时初级等效回路及次级等效回路都对信号源频率谐振，但单就初级回路或次级回路来说，并不对信号源频率谐振这时两个回路或者都处于感性失谐，或者都处于容性失谐2.4 耦合回路耦合回路退出 （3〕全谐振： 调节初级回路的电抗及次级回路的电抗，使两个回路都单独的达到与信号源频率谐振，即x11 = 0，x22 = 0，这时称耦合回路达到全谐振在全谐振条件下，两个回路的阻抗均呈电阻性 z11 = R11，z22 = R22，但R11  Rf1，Rf2  R22。

如果改变M，使R11 = Rf1，R22 = Rf2，满足匹配条件，则称为最佳全谐振此时， 次级电流达到可能达到的最大值 可见，最佳全谐振时次级回路电流值与复谐振时相同由于最佳全谐振既满足初级匹配条件，同时也满足次级匹配条件，所以最佳全谐振是复谐振的一个特例 2.4 耦合回路耦合回路退出由最佳全谐振条件可得最佳全揩振时的互感为： 最佳全谐振时初、次级间的耦合称为临介耦合，与此相应的耦合系数称为临介耦合系数，以kc表示 Q1 = Q2 = Q 时 我们把耦合谐振回路两回路的耦合系数与临界耦合系数之比称为耦合因数，  是表示耦合谐振回路耦合相对强弱的一个重要参量  < 1称为弱耦合； = 1为临界耦合； > 1称为强耦合 *各种耦合电路都可定义k，但是只能对双谐振回路才可定义2.4 耦合回路耦合回路退出 4. 耦合回路的频率特性： 当初，次级回路01 = 02 = 0，Q1 = Q2 = Q时，广义失调 ，可以证明次级回路电流比 为广义失谐，为耦合因数，表示耦合回路的频率特性。

当回路谐振频率 = 0时， >1称为强耦合，谐振曲线出现双峰，谷值 <1,在 处，x11 + xf1 = 0, Rf1 = R11回路达到匹配，相当于复谐振，谐振曲线呈最大值， = 12.4 耦合回路耦合回路退出 5. 耦合回路的通频带：根据前述单回路通频带的定义，当 ，Q1 = Q2 = Q，01 = 02 = 时可导出 假设  = 1时， 一般采用 稍大于1，这时在通带内放大均匀，而在通带外衰减很大，为较理想的幅频特性2.4 耦合回路耦合回路退出§2.5 选择性性滤波器波器一、一、LC集中选择性滤波器：集中选择性滤波器： LC集集中中选选择择性性滤滤波波器器可可分分为为低低通通、、高高通通、、带带通通和和带带阻阻等等形形式式 带带通通滤滤波波器器在在某某一一指指定定的的频频率率范范围围fp1 ~ fp2之之中中，，信信号号能能够够通通过过，，而在此范围之外，信号不能通过而在此范围之外，信号不能通过。

由五节单节滤波器组成，有六个调谐回路的带通滤波器，图中每个谐振回路都谐振在带通滤波器的fi上，耦合电容C0的大小决定了耦合强弱，因而又决定了滤波器的传输特性，始端和末端的电容C0、 分别连接信源和负载，调节它们的大小，可以改变信源内阻Rs、负载RL与滤波器的匹配，匹配好了，可以减少滤波器的通带衰减节数多，则带通曲线陡 Co退出 2. 单节滤波器阻抗分析： 该滤波器的传通条件为0≥ ≥–1，即在通带内要求阻抗z1和z2异号，并且 4z2  >  z1 根据此条件分析图中所示单节滤波器的通带和阻带 设C0的阻抗为z1，LC的阻抗为4z2， §2.5 选择性性滤波器波器退出 从电抗曲线看出当f > f2时z1、z2同号为容性，因此为阻带 当f1 < f < f2时z1、z2异号，且满足| 4z2 | > | z1 |，因此在该范围内为通带 当f < f1时，虽然z1和z2异号，但| 4z2 | < | z1 | 所以也为阻带 多节滤波器是由单节组成的，因此上述五节集中滤波器的滤波特性如图中虚线所示，其截止频率为f1、f2，中心频率为， 该滤波器简单设计公式为：当f0 >> f 时 R为滤波器在f = f0时的特性阻抗，是纯电阻。

一般已知f1、f2或f0、f，设计时给定L的值那么 这种滤波器的传输系数 约为0.1~0.3，单节滤波器的衰减量〔f0  10kHz处〕约为10—15dB§2.5 选择性性滤波器波器退出二、石英晶体滤波器：二、石英晶体滤波器： 1. 石英晶体的物理特性： 石英是矿物质硅石的一种〔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 沿着不同的轴切下，有不同的切型，X切型、Y切型、AT切型、BT、CT……等等 石英晶体具有正、反两种压电效应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。

§2.5 选择性性滤波器波器退出2. 石英晶体振谐器的等效电路和符号： 石英片相当一个串联谐振电路，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，rg 为机械振动中的摩擦损耗 右图表示石英谐振器的基频等效电路 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 一般C0在几PF ~ 几十PF式中 —石英介电常数，s —极板面积，d —石英片厚度 石英晶体的特点是：①等效电感Lq特别大、等效电容Cq特别小，因此，石英晶体的Q值 很大，一般为几万到几百万这是普通LC电路无法比拟的 ② 由于 ，这意味着等效电路中的接入系数 很小，因此外电路影响很小 §2.5 选择性性滤波器波器退出3. 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 显然 接入系数P很小，一般为10-3数量级，所以p与q很接近。

§2.5 选择性性滤波器波器退出上式忽略 rq 后可简化为 当 = q时z0 = 0 Lq、Cq串谐谐振，当 = p，z0 = ，回路并谐谐振 当 为容性； 当 时 , jx0 为感性其电抗曲线如图所示 必须指出，在q与p的角频率之间，谐振器所呈现的等效电感 并不等于石英晶体片本身的等效电感Lq 石英晶体滤波器工作时，石英晶体两个谐振频率之间感性区的宽度决定了滤波器的通带宽度§2.5 选择性性滤波器波器退出为了扩大感性区加宽滤波器的通带宽度，通常可串联一电感或并联一电感来实现 扩大石英晶体滤波器感性区的电路 可以证明串联一电感Ls则减小q，并联一电感Ls则加大p，两种方法均扩大了石英晶体的感性电抗范围§2.5 选择性性滤波器波器退出4. 石英晶体滤波器：石英晶体滤波器： 下图是差接桥式晶体滤波电路。

它的滤波原理可通过电抗曲线定性说明晶体下图是差接桥式晶体滤波电路它的滤波原理可通过电抗曲线定性说明晶体JT1的电抗曲线如图中实线，电容的电抗曲线如图中实线，电容CN的电抗曲线如图中虚线所示根据前述滤波的电抗曲线如图中虚线所示根据前述滤波器的传通条件，在器的传通条件，在q与与p之间，晶体与之间，晶体与CN的电抗性质相反，故为通带，在的电抗性质相反，故为通带，在1与与2频率点，两个电感相等，故滤波器衰减最大频率点，两个电感相等，故滤波器衰减最大 由图(a)可见，JT、CN、Z3、Z4组成图(b)所示的电桥当电桥平衡时，其输出为零 改变CN即可改变电桥平衡点位置，从而改变通带，z3、z4为调谐回路对称线圈，z5和C组成第二调谐回路 §2.5 选择性性滤波器波器退出三、陶瓷滤波器三、陶瓷滤波器 利利用用某某些些陶陶瓷瓷材材料料的的压压电电效效应应构构成成的的滤滤波波器器，，称称为为陶陶瓷瓷滤滤波波器器它它常常用用锆锆钛钛酸酸铅铅[Pb(zrTi)O3]压电陶瓷材料〔简称压电陶瓷材料〔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：容易焙烧，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；其等效电路与晶体相同 其串联谐振频率 并联谐振频率 式中，C 为C0和C8串联后的电容§2.5 选择性性滤波器波器退出 2. 陶瓷滤波器电路： (1) 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阻抗最大 例若要求滤波器通过4655 kHz的频带，则要求fq1 = 465 kHz，fp2 = 465kHz，fp1 = (465 + 5) kHz，fq2 = (465 – 5) kHz。

§2.5 选择性性滤波器波器退出四、声表面波滤波器：四、声表面波滤波器： 声声表表面面波波滤滤波波器器SAWF〔〔Surface Acoustic Wave Filter〕〕是是一一种种以以铌铌酸酸锂锂、、石石英英或锆钛酸铅等压电材料为衬底〔基体〕的一种电声换能元件或锆钛酸铅等压电材料为衬底〔基体〕的一种电声换能元件 1. 结构与原理：结构与原理： 声声表表面面波波滤滤器器是是在在经经过过研研磨磨抛抛光光的的极极薄薄的的压压电电材材料料基基片片上上，，用用蒸蒸发发、、光光刻刻、、腐腐蚀蚀等等工工艺艺制制成成两两组组叉叉指指状状电电极极，，其其中中与与信信号号源源连连接接的的一一组组称称为为发发送送叉叉指指换换能能器器，，与与负负载载连连接接的的一一组组称称为为接接收收叉叉指指换换能能器器当当把把输输入入电电信信号号加加到到发发送送换换能能器器上上时时，，叉指间便会产生交变电场叉指间便会产生交变电场 声声表表面面波波滤滤器器的的滤滤波波特特性性，，如如中中心心频频率率、、频频带带宽宽度度、、频频响响特特性性等等一一般般由由叉叉指指换换能能器器的的几几何何形形状状和和尺尺寸寸决决定定。

这这些些几几何何尺尺寸寸包包括括叉叉指指对对数数、、指指条条宽宽度度a、、指指条条间间隔隔b、、指指条条有有效效长长度度B和和周周期期长长度度M等等上上图图是是声声表表面面波波滤滤波波器器的的基基本本结结构构图图严严格格地地说说，，传传输输的的声声波波有有表表面面波波和和体体波波，，但但主主要要是是声声面面波波在在压压电电衬衬底底的的另另一一端端可可用用第第二个叉指形换能器将声波转换成电信号二个叉指形换能器将声波转换成电信号§2.5 选择性性滤波器波器退出 2. 符号及等效电路： 声表面波滤波器的符号如图(a)所示，图(b)为它的等效电路 其左边为发送换能器，is和Gs表示信号源G中消耗的功率相当于转换为声能的功率右边为接收换能器，GL为负载电导，GL中消耗的功率相当于再转换为电能的功率 声表面滤波器的符号与等效电路§2.5 选择性性滤波器波器退出 3. 特点： ① 工作频率高，中心频率在10MHz–1GHz之间，且频带宽，相对带宽为0.5%~25% ② 尺寸小，重量轻动态范围大，可达100dB。

③ 由于利用晶体表面的弹性波传送，不涉及电子的迁移过程，所以抗辐射能力强 ④ 温度稳定性好 ⑤ 选择性好，矩形系数可达1.2 4. 实际应用： L的作用是提高晶体管的输入电阻〔在中心频率附近与晶体管输入电容组成并联谐振电路〕以提高前级〔对接收机来说是变频级〕负载回路的有载QL值，这有利于提高整机的选择性和抗干扰能力为了保证良好的匹配，其输出端一般经过一匹配电路后再接到有宽带放大特性的主中频放大器§2.5 选择性性滤波器波器退出 本章讨论的内容是学习通信电子线路的重要基础 1. 各种形式的选频网络在通信电子线路中得到广泛的应用它能选出我们需要的频率分量和滤除不需要的频率分量，因此掌握各种选频网络的特性及分析方法是很重要的 2. 选频网络可分为两大类第一类是由电感和电容元件组成的谐振回路，它又分为单振荡回路和耦合振荡回路，第二类是各种滤波器，主要有LC集中滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面波滤波器等 3. 串联谐振回路是指电感、电容、信号源三者串联；并联谐振回路是指电感、电容、信号源三者并联串并联谐振回路的共同点是： ① 当Q值很高时，谐振频率均为本本 章章 小小 结结 ② 特性阻抗均可表示为 ③ 广义失谐都是表示回路失谐大小的量，用 表示。

串联时： 并联时： 退出 ④ 通频带均可表示为 串并联谐振回路的不同点是： ① 品质因数的表示形式不同， 串联谐振回路中： 并联谐振回路中： ② 串联谐振回路谐振时，其电感和电容上的电压为信号源电压的Q倍，称为电压谐振；并联谐振回路谐振时其电感和电容支路的电流为信号源电流的Q倍，称为电流谐振 ③ 串联谐振回路失谐时，当f > f0时回路呈感性，f < f0时回路呈容性；并联谐振回路失谐时，当f > f0时回路呈容性，f < f0时回路呈感性 ④ 串联谐振回路的频率特性 并联谐振回路的频率特性 本本 章章 小小 结结退出 4、串并联阻抗等效互换时：X串=X并，R并=Q2R串〔Q较大时） 5、回路采用抽头接入的目的是为了减少负载和信号源内阻对回路的影响，由低抽头折合到回路的高端时，等效电阻提高了 倍，等效导纳减小了P2倍，即采用抽头接入时，回路Q值提高了。

6、由相互间有影响的两个单振荡回路组成的回路称为耦合回路以耦合系数K表示耦合的强弱，耦合因数 表示相对临介耦合时的相对强弱耦合回路中的反映阻抗是用来说明一个回路对耦合的另一回路电流影响次级回路的电阻反映到初级回路仍为电阻，次级回路的电抗反映到初级回路仍为电抗，但抗的性质相反 7、选择性滤波器主要有LC集中选择性滤波器、石英晶体滤波器、陶瓷波波器和声表面波滤器根据其各自特点应用到不同场合其中石英晶体滤波器的Q值最高，选择性最好；声表面波滤波器工作频率高，抗辐射能力强，广泛用于通信设备中 本本 章章 小小 结结。