电子线路第1章阻抗匹配

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1.4 阻抗变换网络阻抗变换是谐振电路的功能之一。 阻抗变换是谐振电路的功能之一。本节主要研究并联谐振电路的阻抗变换 常用的网络形式有变压器电路、自耦变压器电路、电容分压电路等。 常用的网络形式有变压器电路、自耦变压器电路、电容分压电路等。

一、理想变压器阻抗变换网络 关于变压器的概念： L1为初级电感量，L2为次级电感量，M为互 关于变压器的概念： 关于变压器的概念 感，K为耦合系数，则：M= K L1*L2 K 表示初次级耦合的紧密程度，最大值1 理想变压器――无损耗、耦合系 理想变压器 数K=1,且初级电感量为无穷的 变压器。(如图所示)N1―――初级匝数； N2――-次级匝数； R’L等效后的负载阻抗

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1.4 阻抗变换网络阻抗变换原则：变换前后负载上得到的功率相等。 根据等效前后负载上得到的功率相等的原则，可以得到等效 后的负载阻抗R’LP1=P2 ,即

从而得到：

接入系数: 接入系数: 折合后的阻值：退出

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1.4 阻抗变换网络若选择 >1,则 >1,R’L> RL 可见，通过互感变压器接入方法可以提高回路的Qe值。注意：电路等效后，谐振频率不变，仍为

二、部分接入进行阻抗变换 将电阻R 在两个 相同性质 的电抗元件 X1 和 X2 相同性质的电抗元件 将电阻 R 在两个相同性质的电抗元件X 之间,计算其折合到整个串联支路的等效电阻, 之间,计算其折合到整个串联支路的等效电阻, 这种阻抗变换网络一般是窄带的， 这种阻抗变换网络一般是窄带的，采用另一 异性电抗与 的串联支路电抗谐振， 个异性电抗与X1和X2的串联支路电抗谐振， 电抗互相抵消,完成纯电阻间的阻抗变换。 电抗互相抵消,完成纯电阻间的阻抗变换。

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1.4 阻抗变换网络部分接入： 部分接入：负载电阻不是直接接在回路两端，而是与回路一 部分相接。 接入系数： 接入系数：接入部分所占的比例，用P表示。 变换条件：R >> X2 R<

变换公式： 变换公式：

V

1

其中： <1

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1.4 阻抗变换网络由图(a)推导1

图(b), 部分R

由于等效,两电阻上功率相等,即: 全部R’,

只要 R >> X2 , 即并联支路的Q= 得到：R’=

>>1, 则有：

<

推导2

或 V≈I(X1+X2), 得：

V2≈I X2

V

1

由

代入，得:: R’=

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1.4 阻抗变换网络结论：将部分接入的电阻变为全部接入，阻抗扩大 倍。

同理，将全部接入的电阻变为部分接入，则阻抗缩小P2倍。 采用部分接入减小了R对并联回路Qe值的影响，改变接入系 数P、可以使等效后的R’=Rs实现阻抗匹配。 (1)电容部分接入： C1 折算 C2

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1.4 阻抗变换网络接入系数：X1

X2

(2)电感部分接入: 当两线圈有互感时，

接入系数为,

M互感，若两线圈的同名端 相反时，互感前的加号变减号。 且有’

=

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1.4 阻抗变换网络当两线圈耦合很小，或是两个互相隔离的线圈，则互感 M=0P374

当两线圈绕在同一磁芯上时，耦合紧，漏磁少，则 PL = N2 部分线圈匝数，N1+N2全部线圈匝数。 若外接负载不是纯电阻而包含电抗成分时，上述等效变换仍然 适用。对于信号源，也可以采用上述方法进行变换。等效的原则 是变换前后负载功率相等。

结论： 无论采用任何接入方式，都可以使回路的有载品质因素

Qe值提高，而谐振频率不变，同时，只要负载和信号源采 用合适的接入系数，即可达到阻抗匹配，输出较大的功率。

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小结： 小结：理想变压器：1.接入系数p 1.接入系数p

电感接入：P = L

电容接入：2.电阻折算 2.电阻折算

N2 N1 + N2

3.电压源折算 3.电压源折算

4.电流源折算 4.电流源折算

注意：计算的近似性(近似条件)。

看下页例题退出

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例题1 如图， 并联回路由电流源激励, 例题1: 如图， 并联回路由电流源激励, 忽略回路本身的固有 损耗, 试求回路两端电压u(t)和分压 1(t)的表示式及回路带宽。 和分压u 的表示式及回路带宽 的表示式及回路带宽。 损耗, 试求回路两端电压 和分压

i=Icos 107t I=1 mA

10 µH L

C1 C2 2000 pF

2000 pF + 500 u (t) 1 R1 -

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解：由于忽略了回路本身的固有损耗, 因此可以认为Q0→∞。 由图可知, 回路电容为 CC C = 1 2 =1000 pF C1 + C2 谐振角频率为ω0 =1 =107 rad / s LC

p=

C1 = 0.5 C1 + C2 1 R = 2000 2 1 p

R=

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回路两端电压u(t)与i(t)同相, 电压振幅U=IR=2 V,u(t) = 2cos107 t (V ) (V )

输出电压为: 回路有载品质因数 :

u1(t) = pu(t) = cos107 t R 2000 Qe = = = 20 ω0L 100 f0 B= ≈ 8×104 Hz Qe

回路带宽:

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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 例 2 设一放大器以简单并联振荡回路为负载 信号中心频率 电容C=50 pF, 电容 (1) 试计算所需的线圈电感值。 试计算所需的线圈电感值。 (2) 若线圈品质因数为 若线圈品质因数为Q=100, 试计算回路谐振电阻及回路带宽。 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=0.5 MHz, 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?

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作业1 在下图中，巳知L 8uH,Qo=100, 20pF, 作业1:在下图中，巳知L=0. 8uH,Qo=100,C1=C2=20pF, 5pF, 10kΩ,Co=20pF.Ro= ,试计算回路谐 Ci=5pF,Ri=10kΩ,Co=20pF.Ro=5kΩ ,试计算回路谐 振频率，谐振阻抗、有载品质因数Qe和通频带。 Qe和通频带 振频率，谐振阻抗、有载品质因数Qe和通频带。

C1 Ci L Ri

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作业选做： 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, 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=0.5 MHz, 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? (解答以后放在信箱里)

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串并联等效转换 第二章

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1.5 集中选频滤波器

一、石英晶体滤波器 二、陶瓷滤波器 三、声表面波滤波器

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1.5 集中选频滤波器一、石英晶体滤波器： 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 …… 此处隐藏：2432字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……