并聯(lián)諧振電路的應(yīng)用

發(fā)布時(shí)間:2024-02-24
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(diǎn)決定。具體來說,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(shí)呈現(xiàn)為大的電阻,在電流的激勵(lì)下輸出較大的電壓;其二是工作于失諧狀態(tài),此時(shí)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(diǎn)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(shí)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。
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(hào)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(hào)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(diǎn)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(duì)諧振回路的影響,可獲得較好的選擇性。
高頻小信號(hào)選頻放大器用來從眾多的微弱信號(hào)中選出有用頻率信號(hào)加以放大,并對(duì)其他無用頻率信號(hào)予以抑制,它廣泛應(yīng)用于通信設(shè)備的接收機(jī)中。單調(diào)諧放大器電路及交流通路如下圖所示。
上圖中,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(jí)集電極電路進(jìn)行聯(lián)接,與下一級(jí)的聯(lián)接則采用變壓器耦合。
2、作為電容構(gòu)成泛音晶體振蕩器的lc并聯(lián)諧振回路
在外加交變電壓的作用下,石英晶片產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)中,除了基頻的機(jī)械振動(dòng)外,還有許多奇次頻率的泛音。當(dāng)需要工作頻率很高的晶體振蕩器時(shí),多使用泛音晶體振蕩器。下圖所示為泛音晶體振蕩器。
上圖中石英晶體與cl支路呈電感特性,以石英晶體、c2以及l(fā)1c1回路一起構(gòu)成三點(diǎn)式振蕩器,根據(jù)三點(diǎn)式振蕩器的組成原則(射同它異),l1c1諧振回路應(yīng)呈容性。假定圖中石英晶體工作在5次泛音頻率上,標(biāo)稱頻率為5 mhz,為了抑制基頻和3次泛音的寄生振蕩,l1c1回路應(yīng)調(diào)諧在3次和5次泛音頻率之間,即3~5 mhz之間。由圖(b)所示的l1c1諧振回路電抗特性曲線可知,對(duì)于5次泛音頻率5 mhz,l1c1回路呈容性,電路滿足三點(diǎn)式振蕩條件,可以振蕩。對(duì)于小于l1c1回路諧振頻率的基波和3次諧波,回路呈電感特性,不符合射同它異的組成原則,不能產(chǎn)生振蕩。對(duì)于7次及7次以上的泛音,雖然l1c1回路也呈容性,但此時(shí)的等效電容過大,振幅起振條件不能滿足,振蕩也無法產(chǎn)生。
3、實(shí)現(xiàn)幅頻變換和頻相轉(zhuǎn)換功能的lc并聯(lián)諧振回路
lc并聯(lián)諧振回路阻抗的相頻特性是一條具有負(fù)斜率的單調(diào)變化曲線,利用曲線中,線性部分可以進(jìn)行頻率與相位的線性轉(zhuǎn)換,這主要應(yīng)用在相位鑒頻電路中;同樣,lc并聯(lián)諧振回路阻抗的幅頻特性曲線中的線性部分也可以進(jìn)行頻率與幅度的線性轉(zhuǎn)換,因而在斜率鑒頻電路中也得到了應(yīng)用。
以斜率鑒頻器為例,如圖所示,圖(a)是諧振回路的輸入電流與輸出電壓。圖(b)是其中的頻率一振幅變換原理。圖(c)為單失諧回路鑒頻器原理圖。
調(diào)頻信號(hào)的電流是等幅、頻率隨調(diào)制信號(hào)變化的電流。當(dāng)此電流通過斜率鑒頻器的頻率一振幅變換網(wǎng)絡(luò)時(shí),由于lc并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)的中心頻率為f0,輸入的高頻信號(hào)使lc網(wǎng)絡(luò)一直處于失諧狀態(tài),即工作于諧振曲線上以a為中心的bc之間的區(qū)域。當(dāng)輸入信號(hào)頻率增大時(shí),工作點(diǎn)由a向c移動(dòng),對(duì)應(yīng)的輸出電壓由uma減小為umc;反之,當(dāng)輸入信號(hào)頻率減小時(shí),工作點(diǎn)由a向b移動(dòng),對(duì)應(yīng)的輸出電壓由uma增大為umb。當(dāng)輸入信號(hào)最大頻偏△f變化不大時(shí),線段bc很短,可近似看作直線,因此它所產(chǎn)生的頻率-振幅變換作用是線性,輸出電壓振幅的變化與輸入信號(hào)頻率的變化呈線性關(guān)系。因此網(wǎng)絡(luò)可以將等幅的調(diào)頻信號(hào)變成調(diào)幅-調(diào)頻信號(hào),該信號(hào)再經(jīng)過二極管包絡(luò)檢波器就能夠解調(diào)出輸出信號(hào)。
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