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LC電路串聯(lián)諧振與并聯(lián)諧振

更新時(shí)間:2023-10-12 文章作者:佚名 信息來源:網(wǎng)絡(luò)整理 閱讀次數(shù):

本文是對(duì)一些關(guān)于LC電路的資料進(jìn)行匯總所得,請(qǐng)你們辨證看待,其中有錯(cuò)誤的地方請(qǐng)抨擊:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

一、LC串并聯(lián)電路定性認(rèn)識(shí):j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在LC電路中,感抗和容抗相等時(shí)對(duì)應(yīng)的頻度值稱為諧振頻度,如右圖1所示。在接收廣播電視訊號(hào)或無線通訊訊號(hào)時(shí),使接收電路的頻度與所選擇的廣播電視臺(tái)或無線電臺(tái)發(fā)射的訊號(hào)頻度相同就稱作調(diào)諧。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖1感抗與容抗曲線j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC串聯(lián)諧振電路的特性:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC串聯(lián)諧振電路是指將電感器和電容器串聯(lián)后產(chǎn)生的,且為諧振狀態(tài)(關(guān)系曲線具有相同的諧振點(diǎn))的電路,如圖2所示。在串聯(lián)諧振電路中,當(dāng)訊號(hào)接近特定的頻度時(shí),電路中的電壓達(dá)到最大,這個(gè)頻度稱為諧振頻度。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖2LC串聯(lián)諧振電路及電壓和頻度的關(guān)系曲線j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

不同頻度訊號(hào)通過LC串聯(lián)電路的條件如圖3所示。由圖可知,當(dāng)輸入訊號(hào)經(jīng)過LC串聯(lián)電路時(shí),按照電感器和電容器的特點(diǎn),訊號(hào)頻度越高電感的阻抗越大,而電容的阻抗則越小,阻抗大則對(duì)訊號(hào)的衰減大,頻度較高的訊號(hào)通過電感會(huì)衰減很大,而直流訊號(hào)則未能通過電容器。當(dāng)輸入信弓的頻度等于LC諧振的頻度時(shí),LC串聯(lián)電路的阻抗最小。此頻度的訊號(hào)很容易通過電容器和電感器輸出。此時(shí)LC串聯(lián)諧振電路起到選頻的作用。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖3訊號(hào)流過LC串聯(lián)電路j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC并聯(lián)諧振電路的特性:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC并聯(lián)諧振電路是指將電感器和電容器并聯(lián)后產(chǎn)生的,如圖4所示,在并聯(lián)諧振電路中,假如線圈中的電壓與電容中的電壓相等,則電路就達(dá)到了并聯(lián)諧振狀態(tài)。在該電路中,不僅LC并聯(lián)部份以外,其他部份的阻抗變化幾乎對(duì)能量消耗沒有影響。為此,這些電路的穩(wěn)定性好,比串聯(lián)諧振電路應(yīng)用得更多。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖4LC并聯(lián)諧振電路及電壓和頻度的關(guān)系曲線j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖5所示為不同頻度的訊號(hào)通過LC并聯(lián)諧振電路時(shí)的狀態(tài),當(dāng)輸入訊號(hào)經(jīng)過LC并聯(lián)諧振電路時(shí),同樣按照電感器和電容器的阻抗特點(diǎn),較高頻率的訊號(hào)則容易通過電容器抵達(dá)輸出端,較低頻率的訊號(hào)則容易通過電感器抵達(dá)輸出端。因?yàn)長(zhǎng)C回路在諧振頻度fo處的阻抗最大,諧振頻度點(diǎn)的訊號(hào)不能通過LC并聯(lián)振蕩電路。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖5訊號(hào)流過LC并聯(lián)電路j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

二、LC串并聯(lián)電路定量認(rèn)識(shí):j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC串聯(lián)選頻電路的幅頻特點(diǎn)、通頻帶和選擇性。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC串聯(lián)諧振電路回路廣泛地用于超外差收音機(jī)的選頻電路之中,如輸入回路、變頻電路、中頻電路等。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

上圖為一LC串聯(lián)諧振電路,其中R表示線圈L的耗損內(nèi)阻。該電路的交流阻抗為:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

,當(dāng)回路發(fā)生諧振時(shí),j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

故回路的諧振頻度為:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

。該串聯(lián)電路諧振時(shí)的特征是,回路的阻抗最小且Z0=R;訊號(hào)電流一定時(shí),回路的電壓最大且I0=Vs/R;電感或電容兩端的電流最大,且是訊號(hào)電流的Q倍。Q的定義為:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

,Q叫回路的品質(zhì)質(zhì)數(shù)。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1、幅頻特點(diǎn)j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC串聯(lián)諧振電路的電壓:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

為便捷起見,一般用電壓的相對(duì)比值(稱歸一化)來表示串聯(lián)回路電壓的幅頻特點(diǎn):j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

區(qū)別串聯(lián)電壓并聯(lián)和并聯(lián)_串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別電壓區(qū)別_串聯(lián)電壓和并聯(lián)電壓哪個(gè)高j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

借助上式可畫出右圖的幅頻特點(diǎn)曲線(即諧振曲線),從曲線看出:Q值愈大,曲線愈尖銳,回路的選擇性愈好。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、通頻帶j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在諧振頻度附近j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

,帶入j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

得:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

滿足j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

(即0.707)的頻度覺得可以通過回路,通過回路的頻度范圍稱通頻帶,通頻帶的長(zhǎng)度用B表示j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

由此可見:Q值越低,通頻帶越寬串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別電壓區(qū)別,Q值越高,通頻帶越窄。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3、選擇性j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

回路的選擇性一般用諧振曲線的圓形系數(shù)Kr來表示,Kr定義為a增長(zhǎng)到0.1時(shí)的頻寬B0.1與a增長(zhǎng)到0.7時(shí)頻寬B0.7的比值j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

,R、L、C串聯(lián)回路的圓形系數(shù)為:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

理想圓形系數(shù)Kr=1,而LC串聯(lián)回路諧振曲線圓形系數(shù)較大,因而選擇性較差。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC并聯(lián)選頻電路j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖中R表示回路的等效耗損內(nèi)阻。由圖可知,LC并聯(lián)諧振回路的等效阻抗為:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1、LC并聯(lián)諧振回路有如下特征:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2、LC并聯(lián)回路諧振頻度為:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

3、LC并聯(lián)回路諧振時(shí),回路的等效阻抗為純內(nèi)阻,電阻最大:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

訊號(hào)源電壓與振蕩回路中的環(huán)路電壓的關(guān)系:j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

串聯(lián)電壓和并聯(lián)電壓哪個(gè)高_(dá)區(qū)別串聯(lián)電壓并聯(lián)和并聯(lián)_串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別電壓區(qū)別j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

上式表明:LC電路諧振時(shí),西路電壓近似為總電壓的Q倍,一般,Q>>1,所以,諧振時(shí)LC并聯(lián)電路的回路電壓比輸入電壓大得多。也就是說,在諧振回路中外界的影響可以忽視。這個(gè)推論對(duì)于剖析LC正弦波振蕩電路是非常有用的。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

4、LC并聯(lián)諧振回路的頻度響應(yīng)j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC并聯(lián)回路具有選頻特點(diǎn)。在諧振頻度fo處,電路為純阻性(V與I無相差)電阻最大。在f<fo處,電路呈電感性。在f>fo處,電路呈電容性。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

切勿誤會(huì),此圖并不是LC并聯(lián)電路的幅頻特點(diǎn)曲線,只表示部份意思j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

Q越大,諧振時(shí)Zo越大,振幅特點(diǎn)曲線越尖銳,在f=fo附近相頻特點(diǎn)變化越快,選頻性能越好。對(duì)相同的Δφ而言,Q值越大,對(duì)應(yīng)的Δf越小,因而頻度的穩(wěn)定性越好。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

LC并聯(lián)諧振回路j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

圖Z1005為一LC并聯(lián)諧振回路,其中R為線圈的耗損內(nèi)阻。該回路的阻抗j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

該回路的諧振頻度為j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

f0=j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

并聯(lián)諧振回路的特征是,諧振時(shí)回路阻抗最大且為純內(nèi)阻,即Z0=R0=j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

;諧振阻抗為感抗或容抗的Q倍,j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

即Z0=Qω0L=Q∕ω0C。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

式中Q=j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

通常Q遠(yuǎn)小于1。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

當(dāng)電壓一定時(shí),電感或電容兩端的電流最大,若偏離諧振頻度,回路阻抗及電流將顯著減少。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

1.回路電流的幅頻特點(diǎn)j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

在諧振頻度附近,ωL>>R,f+f0≈2f,式可整理成j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

Z=j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

回路電流j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

電流幅頻特點(diǎn):j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

其表達(dá)式和特點(diǎn)曲線與串聯(lián)回路相同。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

2.回路通頻帶和選擇性j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

由式可求出并聯(lián)回路的通頻帶j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

B=2Δf=j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

Q愈大,通頻帶愈窄;Q愈小,通頻帶愈寬。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

與串聯(lián)回路選擇性剖析一致,并聯(lián)回路諧振曲線的圓形系數(shù)Kr=9.96,即選擇性也較差串聯(lián)和并聯(lián)的區(qū)別電壓區(qū)別,但這些電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,調(diào)試便捷,常用于接收機(jī)的中頻放大電路之中。j2y物理好資源網(wǎng)(原物理ok網(wǎng))

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