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LC串聯和并聯電路匯總剖析

更新時間:2023-11-06 文章作者:佚名 信息來源:網絡整理 閱讀次數:

一、LC串并聯電路定性認識Uzt物理好資源網(原物理ok網)

在LC電路中,感抗和容抗相等時對應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或無線通訊訊號時,使接收電路的頻度與所選擇的廣播電視臺或無線電臺發射的訊號頻度相同就稱作調諧。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

圖1感抗與容抗曲線Uzt物理好資源網(原物理ok網)

LC串聯諧振電路的特性:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

LC串聯諧振電路是指將電感器和電容器串聯后產生的,且為諧振狀態(關系曲線具有相同的諧振點)的電路,如圖2所示。在串聯諧振電路中,當訊號接近特定的頻度時,電路中的電壓達到最大,這個頻度稱為諧振頻度。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

圖2LC串聯諧振電路及電壓和頻度的關系曲線Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

圖3訊號流過LC串聯電路Uzt物理好資源網(原物理ok網)

LC并聯諧振電路的特性:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

圖4LC并聯諧振電路及電壓和頻度的關系曲線Uzt物理好資源網(原物理ok網)

圖5所示為不同頻度的訊號通過LC并聯諧振電路時的狀態串聯和并聯的概念和特點,當輸入訊號經過LC并聯諧振電路時,同樣按照電感器和電容器的阻抗特點,較高頻率的訊號則容易通過電容器抵達輸出端,較低頻率的訊號則容易通過電感器抵達輸出端。因為LC回路在諧振頻度fo處的阻抗最大,諧振頻度點的訊號不能通過LC并聯振蕩電路。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

圖5訊號流過LC并聯電路Uzt物理好資源網(原物理ok網)

二、LC串并聯電路定量認識Uzt物理好資源網(原物理ok網)

串聯并聯的定義特點_串聯和并聯的概念和特點_串聯并聯的含義Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

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

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

,當回路發生諧振時,Uzt物理好資源網(原物理ok網)

故回路的諧振頻度為:。該串聯電路諧振時的特征是,回路的阻抗最小且Z0=R;訊號電流一定時,回路的電壓最大且I0=Vs/R;電感或電容兩端的電流最大,且是訊號電流的Q倍。Q的定義為:,Q叫回路的品質質數。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

1、幅頻特點Uzt物理好資源網(原物理ok網)

LC串聯諧振電路的電壓:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

借助上式可畫出右圖的幅頻特點曲線(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。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

2、通頻帶Uzt物理好資源網(原物理ok網)

在諧振頻度附近Uzt物理好資源網(原物理ok網)

,帶入得:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

滿足(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,通頻帶的長度用B表示Uzt物理好資源網(原物理ok網)

由此可見:Q值越低,通頻帶越寬,Q值越高,通頻帶越窄。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

3、選擇性Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

,R、L、C串聯回路的圓形系數為:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

LC并聯選頻電路Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

1、LC并聯諧振回路有如下特征:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

2、LC并聯回路諧振頻度為:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

3、LC并聯回路諧振時,回路的等效阻抗為純內阻,電阻最大:訊號源電壓與振蕩回路中的環路電壓的關系:Uzt物理好資源網(原物理ok網)

上式表明:LC電路諧振時,西路電壓近似為總電壓的Q倍,一般,Q>>1,所以,諧振時LC并聯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。這個推論對于剖析LC正弦波振蕩電路是非常有用的。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

4、LC并聯諧振回路的頻度響應Uzt物理好資源網(原物理ok網)

LC并聯回路具有選頻特點。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。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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

Q越大串聯和并聯的概念和特點,諧振時Zo越大,振幅特點曲線越尖銳,在f=fo附近相頻特點變化越快,選頻性能越好。對相同的Δφ而言,Q值越大,對應的Δf越小,因而頻度的穩定性越好。Uzt物理好資源網(原物理ok網)

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