LC串聯(lián)諧振電路主要特性
發(fā)布時間:2012/1/5 9:48:10 訪問次數(shù):5409
LC串聯(lián)諧振電路是LC諧振電路中的另一種諧振電路。
圖9-16所示是LC串聯(lián)諧振電路。70MT100K 電路中的Rl是線圈Ll的直流電阻,也是這一LC串聯(lián)諧振電路的阻尼電阻,電阻器是一個耗能元件,它在這里要消耗諧振信號的能量。Ll與Cl串聯(lián)后再與信號源Us相并聯(lián),這里的信號源是一個恒壓源。
在LC串聯(lián)諧振電路中,電阻Rl昀阻值越小,對諧振信號的能量消耗越小,諧振電路的品質也越好,電路的Q值也越高。當電路中的電感L1越大,存儲的磁能也越多,在電路損耗一定時諧振電路的品質也越好,電路的Q值也越高。
電路中,信號源與LC串聯(lián)諧振電路之間不存在能量相互轉換,只是電容C1和電感Ll之間存在電能和磁能之間的相互轉換。外加的輸入信號只是補充由于電阻R1消耗電能而損耗的信號能量。
LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率計算公式與并聯(lián)諧振電路一樣。
1.LC串聯(lián)諧振電路阻抗特性
圖9-17所示是LC串聯(lián)諧振電路的阻抗特性曲線。
它的阻抗特性分析要將輸入信號頻率分成多種情況進行。
(1)輸入信號頻率等于諧振頻率fo情況分析。圖9-18所示是輸入信號頻率等于諧振頻率fo時阻抗特性曲線。當輸入信號頻率等于LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率fo時,電路發(fā)生串聯(lián)諧振,串聯(lián)諧振時電路的阻抗最小且為純阻性(不為容性也不為感性),如圖9-18所示,其值為R1(純阻性)。
(2)輸入信號頻率高于諧振頻率fo情況分析。圖9-19所示是輸入信號頻率高于諧振頻率fo時阻抗特性曲線,相當于一個電感(電感量大小不等于L1)。
當輸入信號頻率高于諧振頻率時,LC串聯(lián)諧振電路為感性。
這一點可以這樣理解,當輸入信號頻率低于諧振頻率之后,由于頻率降低,Cl的容抗增大,而Ll的感抗卻減小,這樣在串聯(lián)電路中起主要作用的是電容Cl,所以在輸入信虧頻率低于諧振頻率時,LC串聯(lián)諧振電路等效于一個電容。
(3)輸入信號頻率低于諧振頻率fo情況分析。圖9-20所示是輸入信號頻率低于諧振頻率fo時阻抗特性曲線。當輸入信號頻率低于諧振頻率時,LC串聯(lián)諧振電路為容性,相當于一個電容(容量大小不等于Cl)。
2.品質因數(shù)Q
圖9-21所示是LC串聯(lián)諧振電路阻抗與Q值之間關系的示意圖。圖中三條阻抗曲線中,Q1曲線的品質因數(shù)最大,Q2曲線其次,Q3曲線最小。Q值越大曲線越尖銳,諧振時的電路阻抗越小,流過串聯(lián)諧振電路的信號電流越大。
LC串聯(lián)諧振電路的頻帶特性與并聯(lián)諧振電路是一樣的,也是諧振電路的Q值越大,頻帶越窄,反之則越寬。
LC串聯(lián)諧振電路的Q值計算公式為
從該公式中可以看出,Q值與L1成正比關系,而與C1和R1成反比關系。從上述公式中也可以看出,阻尼電阻R1大,Q值小。
3.解說諧振時電流最大特性
LC串聯(lián)諧振電路中,當輸入信號的頻率等于電路的諧振頻率fo時,電路發(fā)生串聯(lián)諧振,此時電路的阻抗為最小,所以頻率為fo的信號流過LC串聯(lián)諧振的電流最大。此時的電路電流等于外加到LC串聯(lián)諧振電路兩端的信號電壓除以電阻R1。
4.解說電壓諧振
LC串聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時,電容Cl上的信號電壓等于電感Ll上的信號電壓,且是加到LC串聯(lián)諧振電路上信號電壓的Q倍。Q為品質因數(shù),Q-般為100左右。
由此可見,在LC申聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時,在電容Cl和電感Ll上的信號電壓升高了許多倍。所以,LC串聯(lián)諧振電路又稱為電壓諧振電路。
LC串聯(lián)諧振電路是LC諧振電路中的另一種諧振電路。
圖9-16所示是LC串聯(lián)諧振電路。70MT100K 電路中的Rl是線圈Ll的直流電阻,也是這一LC串聯(lián)諧振電路的阻尼電阻,電阻器是一個耗能元件,它在這里要消耗諧振信號的能量。Ll與Cl串聯(lián)后再與信號源Us相并聯(lián),這里的信號源是一個恒壓源。
在LC串聯(lián)諧振電路中,電阻Rl昀阻值越小,對諧振信號的能量消耗越小,諧振電路的品質也越好,電路的Q值也越高。當電路中的電感L1越大,存儲的磁能也越多,在電路損耗一定時諧振電路的品質也越好,電路的Q值也越高。
電路中,信號源與LC串聯(lián)諧振電路之間不存在能量相互轉換,只是電容C1和電感Ll之間存在電能和磁能之間的相互轉換。外加的輸入信號只是補充由于電阻R1消耗電能而損耗的信號能量。
LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率計算公式與并聯(lián)諧振電路一樣。
1.LC串聯(lián)諧振電路阻抗特性
圖9-17所示是LC串聯(lián)諧振電路的阻抗特性曲線。
它的阻抗特性分析要將輸入信號頻率分成多種情況進行。
(1)輸入信號頻率等于諧振頻率fo情況分析。圖9-18所示是輸入信號頻率等于諧振頻率fo時阻抗特性曲線。當輸入信號頻率等于LC串聯(lián)諧振電路的諧振頻率fo時,電路發(fā)生串聯(lián)諧振,串聯(lián)諧振時電路的阻抗最小且為純阻性(不為容性也不為感性),如圖9-18所示,其值為R1(純阻性)。
(2)輸入信號頻率高于諧振頻率fo情況分析。圖9-19所示是輸入信號頻率高于諧振頻率fo時阻抗特性曲線,相當于一個電感(電感量大小不等于L1)。
當輸入信號頻率高于諧振頻率時,LC串聯(lián)諧振電路為感性。
這一點可以這樣理解,當輸入信號頻率低于諧振頻率之后,由于頻率降低,Cl的容抗增大,而Ll的感抗卻減小,這樣在串聯(lián)電路中起主要作用的是電容Cl,所以在輸入信虧頻率低于諧振頻率時,LC串聯(lián)諧振電路等效于一個電容。
(3)輸入信號頻率低于諧振頻率fo情況分析。圖9-20所示是輸入信號頻率低于諧振頻率fo時阻抗特性曲線。當輸入信號頻率低于諧振頻率時,LC串聯(lián)諧振電路為容性,相當于一個電容(容量大小不等于Cl)。
2.品質因數(shù)Q
圖9-21所示是LC串聯(lián)諧振電路阻抗與Q值之間關系的示意圖。圖中三條阻抗曲線中,Q1曲線的品質因數(shù)最大,Q2曲線其次,Q3曲線最小。Q值越大曲線越尖銳,諧振時的電路阻抗越小,流過串聯(lián)諧振電路的信號電流越大。
LC串聯(lián)諧振電路的頻帶特性與并聯(lián)諧振電路是一樣的,也是諧振電路的Q值越大,頻帶越窄,反之則越寬。
LC串聯(lián)諧振電路的Q值計算公式為
從該公式中可以看出,Q值與L1成正比關系,而與C1和R1成反比關系。從上述公式中也可以看出,阻尼電阻R1大,Q值小。
3.解說諧振時電流最大特性
LC串聯(lián)諧振電路中,當輸入信號的頻率等于電路的諧振頻率fo時,電路發(fā)生串聯(lián)諧振,此時電路的阻抗為最小,所以頻率為fo的信號流過LC串聯(lián)諧振的電流最大。此時的電路電流等于外加到LC串聯(lián)諧振電路兩端的信號電壓除以電阻R1。
4.解說電壓諧振
LC串聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時,電容Cl上的信號電壓等于電感Ll上的信號電壓,且是加到LC串聯(lián)諧振電路上信號電壓的Q倍。Q為品質因數(shù),Q-般為100左右。
由此可見,在LC申聯(lián)諧振電路發(fā)生諧振時,在電容Cl和電感Ll上的信號電壓升高了許多倍。所以,LC串聯(lián)諧振電路又稱為電壓諧振電路。
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