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通信電子電路中的LC并聯(lián)諧振回路

2011-09-21 21:31:36

摘要：LC并聯(lián)諧振回路是通信電子電路中常用的單元電路。通過電路分析得出它的幅頻特性與相頻特性，認(rèn)為它在通信電子電路中的應(yīng)用主要有三種類型，即放大器的選頻匹配網(wǎng)絡(luò)、反饋式正弦波振蕩器的選頻反饋網(wǎng)絡(luò)、調(diào)制與解調(diào)電路中的幅頻變換及頻相轉(zhuǎn)換器件。
關(guān)鍵詞：LC并聯(lián)諧振回路；幅頻特性；相頻特性；正弦波振蕩器

    LC并聯(lián)諧振回路是由電感線圈L、電容器C與外加信號源相互并聯(lián)組成的振蕩電路。在不同工作頻率的信號激勵下，LC并聯(lián)諧振回路表現(xiàn)出不同的阻抗幅頻特性和相頻特性。在通信電子電路中，它是一種應(yīng)用非常靈活的單元電路，在放大器、混頻器、正弦波振蕩器以及調(diào)制與解調(diào)等功能電路中，LC并聯(lián)諧振回路充當(dāng)著不同的角色。

1 LC并聯(lián)諧振回路阻抗的幅頻特性和相頻特性
    圖1所示為典型的LC并聯(lián)諧振回路。其中，r代表線圈L的等效損耗電阻。

。
     此時，并聯(lián)諧振回路的電壓與電流同相，，電阻RP是純電阻，并達(dá)到最大值。
1．2 失諧
    通常，諧振回路主要工作在其諧振頻率ω0的附近，因此，研究其失諧特性也主要研究其在ω0附近的頻率特性。在高頻電路中，當(dāng)ω十分接近ω0時，設(shè)△ω=ω-ω0，式(2)可變換為：
   

1．3 LC并聯(lián)諧振回路阻抗特性總結(jié)
    由上述分析可知，LC并聯(lián)諧振回路的主要特點是：
    (1)當(dāng)ω=ω0。時，回路發(fā)生諧振，此時回路阻抗為最大值，是純電阻，相移為0；當(dāng)ω<ω0時，回路失諧，此時回路呈感性，相移為正，且最大值趨于90°；當(dāng)ω>ω0時，回路失諧，此時回路呈容性，相移為負(fù)，且最大值趨于-90°。
    (2)它的相頻特性曲線位于第二、四象限，在中心頻率附近相頻特性曲線具有負(fù)斜率。

2 LC并聯(lián)諧振回路在通信電子電路中的應(yīng)用
    LC并聯(lián)諧振回路在通信電子電路中的應(yīng)用由它的特點決定。具體說來，主要包括三大類，其一是工作于諧振狀態(tài)，作為選頻網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，此時呈現(xiàn)為大的電阻，在電流的激勵下輸出較大的電壓；其二是工作于失諧狀態(tài)，此時呈現(xiàn)為感性或容性，與電路中其他電感和電容一起，滿足三點式振蕩電路的振蕩條件，形成正弦波振蕩器；其三是工作于失諧狀態(tài)，即工作于幅頻特性曲線或相頻特性曲線的一側(cè)，實現(xiàn)幅頻變換、頻幅變換以及頻相變換、相頻變換，構(gòu)成角度調(diào)制與解調(diào)電路。
2．1 用作選頻匹配網(wǎng)絡(luò)的LC并聯(lián)諧振回路
    選頻即從輸入信號中選擇出有用頻率分量而抑制掉無用頻率分量或噪聲。在通信電子電路中，LC并聯(lián)諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)而使用是最普遍的，它廣泛地應(yīng)用于高頻小信號放大器、丙類高頻功率放大器、混頻器等電路中。這些電路的共同特點是：LC諧振回路不僅是一種選頻網(wǎng)絡(luò)，通過變壓器連接方式，還起到阻抗變換的作用，減小放大管或負(fù)載對諧振回路的影響，可獲得較好的選擇性。
    由于LC并聯(lián)諧振回路作為選頻網(wǎng)絡(luò)使用時功能相似，本文著重介紹高頻小信號諧振放大器。高頻小信號選頻放大器用來從眾多的微弱信號中選出有用頻率信號加以放大，并對其他無用頻率信號予以抑制，它廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備的接收機中。單調(diào)諧放大器電路及交流通路，如圖3所示。

    在圖3中，LC并聯(lián)諧振回路作為晶體管集電極負(fù)載，它調(diào)諧于放大器的中心頻率。在聯(lián)接方式上，LC回路通過自耦變壓器與本級集電極電路進行聯(lián)接，與下一級的聯(lián)接則采用變壓器耦合。
    其作用是：通過自耦變壓器耦合形式可將集電極所要求的負(fù)載變換成較大的負(fù)載，從而減小對LC并聯(lián)諧振回路中品質(zhì)因數(shù)的影響；與下一級的變壓器耦合聯(lián)接則可以減小下一級晶體管輸入導(dǎo)納YL對LC諧振回路的影響，同時，適當(dāng)選擇初級線圈的抽頭位置以及初次級線圈的匝數(shù)比，可使負(fù)載導(dǎo)納與晶體管的輸出導(dǎo)納相匹配，以獲得較大的功率增益。

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