收音机中的频率选择.ppt

1、任务1 收音机中的频率选择 (LC并联谐振电路）,1.1 收音机中的频率选择,1.2 并联谐振回路及其选频特性,1.4 部分接入的并联谐振回路,1.3 并联谐振回路频率特性及通频带,例题,问题与思考一,问题与思考二,问题与思考三,学习目标： 1.了解LC并联谐振电路在收音机中的作用以及收音机调台的原理 2.掌握LC并联谐振电路的选频原理 3.会对LC并联谐振电路进行调谐，并选出所需频率 4.能对LC并联谐振电路的谐振状态和失谐状态进行判断,1.1 收音机中的频率选择,（高频放大器）,收音机首先面临的是选频问题选频电路,1.1 收音机中的频率选择,收音机中的选频电路： LC并联谐振电路,选台选频

2、,问题导入：收音机是如何选台的？,选台选频,在调幅收音机中，为了选出所需要的信号，常常要调节回路电容的电容值，以改变谐振回路的固有谐振频率，使之与所选信号的频率相等，这个过程称为调谐，,收音机的调台过程就是谐振回路的调谐过程。,与选台有关的电路,与选台有关的电路,与选台有关的电路,天线、线圈,双连电容,一、收音机中的选频电路LC并联谐振回路,1.2并联谐振回路及其特点,回路损耗,回路损耗,问题：什么是并联谐振？,二、什么是并联谐振,并联谐振回路的总导纳为,并联谐振： 当并联回路总电纳为0时，回路发生谐振，回路感抗与容抗相等。,并联谐振回路的总导纳为,1. 谐振电导,当回路发生谐振时，回路感抗与

3、容抗相等，电纳b0，总导纳只有电导部分，称为谐振电导，用 表示，即,与回路损耗电阻 成正比， 越大，则 越大。可见， 也反映了回路的损耗，亦可称为回路的损耗电导 。,三、并联谐振回路的主要参数和特点,2.并联谐振频率,当并联回路总电纳为0时，回路发生谐振，回路感抗与容抗相等，,由此可得到并联谐振频率为,并联谐振角频率为,单位为：Hz,单位为：rad/s,1. 并联谐振回路的谐振频率是回路本身固有的，也称固有谐振频率。它仅由回路的元件参数决定，而与其它因素无关。,2. 当外加信号的频率与回路的并联谐振频率相等时，回路发生谐振。,3. 当外加信号的频率与回路的并联谐振频率不相等时，可调节L或C，使

4、回路谐振频率与外加信号频率相等，使电路达到谐振，这个过程称为调谐。,注意：,3.品质因素,当回路谐振时，回路的感抗值（或容抗值）与回路的损耗电阻r 的比值称为品质因素。,品质因素也能反映回路的损耗，回路的损耗越小，品质因素越高。,4.并联谐振回路的特点,并联谐振时，回路呈纯电阻，且阻抗最大。,（2）并联谐振时，回路端电压也最大。,(3) 谐振时，回路感抗与容抗相等，流过回路的电流与回路电压同相。,Z,1.频率特性,不同频率的信号通过电路时所引起的电路响应的变化，称为频率特性。,幅频特性：回路电压振幅随频率变化的关系。,相频特性：回路电压的相位随频率变化的关系,1.3并联谐振回路频率特性及通频带

5、,问题：频率特性怎么表示？,当 时，回路端电压最大，即,并联回路的幅频特性曲线表达式为,相频特性曲线表达式为,(a)并联回路幅频特性 (b)并联回路相频特性,对频率特性的讨论,1.外加信号频率与回路的固有谐振频率相等时，获得最大的电压输出选频的依据。,2.并联回路具有窄带特性，即具有选频和滤波作用，是最简单的滤波电路。,3. ff0 时，回路谐振，呈纯阻,f f0 时，回路失谐，呈容性,f f0 时，回路失谐，呈感性,2.通频带,(1)通频带的概念,通频带的定义：信号从最大值下降到其 时所对应的频率范围称为通频带。,通频带,（2）通频带与回路参数的关系,故有，并联回路的通频带为：,根据通频带的

6、定义，有,说明：回路的通频带与回路的品质因素成反比，品质因素越高，幅频特性曲线越尖锐，通频带越窄，因而回路的选择能力就越强。,（3）回路接负载对通频带的影响,结论：接入负载后，通频带增加，可以通过并联电阻的方式，增加回路的通频带。,无线电信号会占有一定的频带宽度。在中波调幅广播中，为了将声音信号发射出去，需要对其进行调幅，声音信号的频率范围约为3003400Hz，经调幅后的已调信号所占据的频带宽度约为8kHz。,只要选择回路的通频带W大于或等于无线电信号的通频带，无线电信号通过谐振回路后产生的失真就是允许的。,调幅收音机：BW = 8kHz,对通频带的讨论,对通频带的要求：电路通频带=信号带宽

7、,例题,一、几种形式的部分接入并联谐振回路,1.4 部分接入的并联谐振回路,电感部分接入,电容部分接入,几种形式的部分接入并联谐振回路,变压器耦合,变压器耦合,接入系数 p 定义为接入电压1与回路两端总电压U的比值。,二、接入系数p,1.电感部分接入电路的接入系数,2.电容部分接入电路的接入系数,其中，,为回路总叫电容 。,这种电路的接入系数等于线圈匝数比，即,其中，N为初级线圈匝数，N1为次级线圈匝数。,3.变压器耦合电路的接入系数,电感部分接入，接入系数为部分感抗比总感抗 电容部分接入，接入系数为部分容抗比总容抗 变压器接入，接入系数为次级线圈匝数比初级匝数。,结论,部分接入的优点,不改变

8、元件参数，只需改变结论系数，就可以改变回路与负载的耦合程度。,问题：部分接入的并联谐振电路如何分析？,三、负载电阻部分接入的并联谐振回路,负载是纯电阻时，分析电路时通常将负载部分接入的电路折合成如图所示的等效电路来进行分析。电路等效的条件是负载电阻吸收的功率相等。,等效后的电阻为,(a)含有电抗成分的负载部分接入的并联谐振回路 (b)等效电路,当负载不是纯电阻而是含有电抗成分时，可用同样方法分析，如图所示。等效后的电感电容值为,四.负载为含有电抗的部分接入并联谐振回路,五.电源部分接入并联谐振电路,如果有恒流源或恒压源接到部分电抗上，如图所示。这种部分接入电路可用与负载部分接入的方法进行等效分

9、析，等效后的电流电压值为,例题,1.在调幅收音机中，调台是利用什么电路？,2.在调幅收音机中，为了选出所需要的信号，需要调节什么元件？,3.调台实际上是什么过程？,4.在调幅收音机的方框图中，哪部分电路与调台有关？,1.并联谐振时，回路的阻抗如何？ 2.并联回路的品质因数有何意义？ 3.并联谐振频率与并联谐振有何关系？ 4.什么是调谐？什么是失谐？,1. 并联回路的窄带特性有何意义？ 2.并联回路的通频带与回路损耗有何关系？对选频作用有何影响？ 3. 当信号频率大于或小于回路的并联谐振频率时，回路呈何种电抗性质？ 4.通频带对于信号传输有何意义？调幅收音机的通频带至少要达到多少？,1.接入系数

10、有何意义？ 2.部分接入的并联谐振电路有何作用？ 3.部分接入的并联谐振电路应如何分析？,例题一,设收音机选频电路如图所示，已知C=1000pF，L50 H，问能收到载频为多少的电台信号？若想收到载频为900kHz的电台信号，则要将电容调到多少？。,f710kHz C625pF,例题二,有一个RLC并联电路，已知谐振频率f010MHz，L=4H，Q0100，R40k，试求： （1）通频带BW； （2）若将通频带增加为原来的2倍，则并联电阻应为多大？,BW163kHz,g040s gL65s QL61.5,R11k,例题三,设一放大器以简单并联振荡回路为负载, 信号中心频率f0=10MHz, 回

11、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Q0=100, 试计算回路谐振电导g0及回路带宽BW。 (3) 若放大器所需的带宽BW=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?,需要在回路上并联7.97 k的电阻。,g031.4s,将f0以兆赫兹(MHz)为单位, 以皮法(pF)为单位, L以微亨（H）为单位， 上式可变为一实用计算公式:,将f0=fs=10 MHz代入, 得,(2) 回路谐振电阻和带宽,(1) 回路电感,回路带宽为,(3) 求满足0.5 MHz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R1R0, 总的回路有载品质因数为QL。 由带宽公式, 有,需要在回路上并联7.97 k的电阻。,回路总电阻为,需要在回路上并联7.97 k的电阻。,例题四,回路如图，已知：f0465KHz，Q0=100， N1-3=160匝，N4-510匝，N2-3140匝，C=200pF，RL1K ， Rs 16k 。求回路电感L，有载品质因数QL，通频带BW。,L=586 H g0=5.84 s g 13.6 s QL43 BW=10.1kHz,1.在调幅收音机中，为了选出所需要的信号，采用LC并联谐振