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1、3.5 耦合回路耦合回路单振荡回路具有频率选择性和阻抗变换的作用。单振荡回路具有频率选择性和阻抗变换的作用。但是：但是：1 1、选频特性不够理想、选频特性不够理想 2 2、阻抗变换不灵活、不方便、阻抗变换不灵活、不方便为了使网络具有矩形选为了使网络具有矩形选频特性，或者完成阻抗频特性，或者完成阻抗变换的需要，需要采用变换的需要，需要采用耦合振荡回路。耦合振荡回路。耦合回路耦合回路由两个或者两由两个或者两个以上的单振荡回路通过个以上的单振荡回路通过各种不同的耦合方式组成各种不同的耦合方式组成常用的两种耦合回路常用的两种耦合回路耦合系数耦合系数k：表示耦合回路中两个回路耦合程度表示耦合回路中两个回
2、路耦合程度强弱强弱的量的量定义：耦合回路的公共电抗（或电阻）绝对值与初次级回定义：耦合回路的公共电抗（或电阻）绝对值与初次级回路中同性质的电抗（或电阻）的几何中项之比。路中同性质的电抗（或电阻）的几何中项之比。电感耦合电感耦合回路回路电容耦合电容耦合回路回路3.5.1 3.5.1 互感耦合回路的一般性质互感耦合回路的一般性质对电容耦合回路：对电容耦合回路：一般一般C1 = C2 = C：通常通常 CM C：k0)时，则时，则Xf1呈容性呈容性(Xf10)；反之，当反之，当X22呈容性呈容性(X220)。3 3）反射电阻和反射电抗的值与耦合阻抗的平方值）反射电阻和反射电抗的值与耦合阻抗的平方值
3、成正比。成正比。当互感量当互感量M=0时，反射阻抗也等于零时，反射阻抗也等于零。这就。这就是单回路的情况。是单回路的情况。4 4）当初、次级回路）当初、次级回路同时同时调谐到与激励频率调谐到与激励频率谐振谐振（即（即X11=X22=0）时时，反射阻抗为，反射阻抗为纯阻纯阻。其作用相当于在。其作用相当于在初级回路中增加一电阻分量初级回路中增加一电阻分量 ，且反射电阻与，且反射电阻与原回路电阻原回路电阻成反比成反比。 考虑了反射阻抗后的耦合回路如下图。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
4、等效电路的电抗为零或初、次级回路的电抗同时为零，次级等效电路的电抗为零或初、次级回路的电抗同时为零，都都称为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，可分为为部分谐振、复谐振、全
5、谐振部分谐振、复谐振、全谐振三种情况。三种情况。3.5.2 耦合回路的频率特性耦合回路的频率特性（1 1）部部分分谐谐振振：如如果果固固定定次次级级回回路路参参数数及及耦耦合合量量不不变变，调调节节初初级级回回路路的的电电抗抗使使初初级级回回路路达达到到X11 + Xf1 = 0。即即回回路路本本身身的的电电抗抗 = 反反射射电电抗抗，我我们们称称初初级级回回路路达达到到部部分分谐谐振振，这这时时初初级级回回路路的的电电抗抗与与反反射射电电抗抗互互相相抵抵消消，初初级级回路的电流达到最大值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，仅是初级回路在部分谐振时所达到的电流最大值，
6、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，耦合量不变的条件下所达到的电流最大值，并非并非回路可回路可能达到的最大电流。能达到的最大电流。 若初级回路参数及耦合量固定不变，调节次级回路电抗若初级回路参数及耦合量固定不变，调节次级回路电抗使使x22 + xf2 = 0，则次级回路达到部分谐振，次级回路电流达则次级回路达到部分谐振，次级回路电流达最大值最大值 次级电流的最大值次级电流的最大值并不等于并不等于初级回路部分谐振时次级电初级回路部分谐振时次级电流的最大值。流的最大值。 耦合量改变或次级回路电抗值
7、改变，则初级回路的反射耦合量改变或次级回路电抗值改变，则初级回路的反射电阻也将改变，从而得到不同的初级电流最大值。此时，次电阻也将改变，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级回路电流振幅为 也达到最大值，这是相对初级也达到最大值，这是相对初级回路不是谐振而言，但回路不是谐振而言，但并不是并不是回路可能达到的最大电流。回路可能达到的最大电流。 2 2）复谐振：）复谐振： 在部分谐振的条件下，再改变互感量，使在部分谐振的条件下，再改变互感量，使反射电阻反射电阻R Rf1f1等于等于回路本身电阻回路本身电阻R R1111，即满足最大功率传输条件，使次级回路电流即满足最大功率传输条件
8、，使次级回路电流I I2 2达到可能达到的最大值，称之为复谐振，这时初级电路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不仅发生了谐振而且达到了匹配生了谐振而且达到了匹配。反射电阻。反射电阻R Rf f1 1将获得可能得到的最大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。可以推导流也达到可能达到的最大值。可以推导 注意，在复谐振时初级等效回路及次级等效回路都对信号注意，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，并不对信号源源频率谐振
9、，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。性失谐。 （3）全谐振：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，即单独的达到与信号源频率谐振，即x11 = 0，x22 = 0，这时称耦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。电阻性。 z11 = R11，z22 = R22，但，但R11 Rf1，Rf2 R22。
10、如果改变如果改变M，使使R11 = Rf1，R22 = Rf2，满足匹配条件，则满足匹配条件，则称为最佳全谐振。此时，称为最佳全谐振。此时， 次级电流达到可能达到的最大值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，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，所以所以最佳全谐振是复谐振的一个特例最佳全谐振是复谐振的一个特例。 由最佳全谐振条件可得最佳全揩振时的互感为：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
11、介耦合，与最佳全谐振时初、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，以此相应的耦合系数称为临介耦合系数，以k kc c表示。表示。 Q1 = Q2 = Q 时时 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，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是表示耦合谐振回路耦合相对强弱的一个重要参量。量。 1称为强耦称为强耦合。合。 * *各种耦合电路都可定义各种耦合电路都可定义k，但是但是只能对双谐振回路只能对双谐振回路才可定义才可定义 。耦合回路的频率特性耦合回路的频率特性： 当初、次级回
12、路当初、次级回路 01 = 02 = 0，Q1 = Q2 = Q时，时， 广义失调广义失调 ，可以证明次级回路电流比，可以证明次级回路电流比 为广义失谐，为广义失谐， 为耦合因数，为耦合因数， 表示耦合回路的频表示耦合回路的频率特性。率特性。当回路谐振频率当回路谐振频率 = 0时，时， 1称为强耦合，谐振曲线出现双峰，谷值称为强耦合，谐振曲线出现双峰，谷值 1。在在 处，处，x11 + xf1 = 0, Rf1 = R11回路达到匹回路达到匹配，相当于复谐振，谐振曲线呈最大值配，相当于复谐振，谐振曲线呈最大值， = 1。耦合回路的通频带耦合回路的通频带 根据前述单回路通频带的定义，根据前述单回路通频带的定义， 当当 ，Q1 = Q2 = Q， 01 = 02 = 时可导出时可导出 若若 = 1时，时， 一般采用一般采用 稍大于稍大于1，这时在通带内放大均匀，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。而在通带外衰减很大，为较理想的幅频特性。
