分析RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)的函數(shù)曲線
發(fā)布時(shí)間:2014/10/13 20:44:39 訪問次數(shù):3679
根據(jù)諧振發(fā)生時(shí),電容和電感上電壓的向量和為O的特性,此時(shí)電阻上的輸出電壓將與輸入電壓基本一致。在圖4-21中分別移動(dòng)游標(biāo)Cl、C2到兩路信號(hào)同一周期的峰值處后,用戶將會(huì)發(fā)現(xiàn),此時(shí)游標(biāo)C2與Cl的位置重合,M27C2001-12F6這是因?yàn)殡娮枋蔷性元件,所以兩路信號(hào)之間沒有相位差,因此在圖4-21中,游標(biāo)Cl與C2的時(shí)間差dT為Os。
如果保持圖4-19中的測(cè)量電路不變,關(guān)閉圖4-20和圖4-21中的虛擬儀器FGEN和Scope,打開虛擬儀器Bode Analyzer,并將Bode Analyzer中的參數(shù)按照?qǐng)D4-22中所示來(lái)設(shè)置后,單擊Run按鈕,利用Bode Analyzer分析RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)的函數(shù)曲線如圖4-22和圖4-23所示。
在RC濾波電路中已經(jīng)為讀者介紹過:工程上以放大707/1000時(shí)為界限,定義了濾波電路的通頻帶。在RLC串聯(lián)電路中同樣以放大707/1000為界限定義了電路的通頻帶。從圖4-22中可知,RLC電路的幅度頻率響應(yīng)曲線接近圓弧形,所以RLC電路有兩個(gè)截止頻率,在這兩個(gè)截止頻率之間的頻帶范圍就是RLC串聯(lián)電路的通頻帶。
設(shè)RLC串聯(lián)電路的通頻帶為Bw,則Bw和品質(zhì)因數(shù)Q、諧振頻率fo乏間的關(guān)系可以用下面的表達(dá)式來(lái)表示;
根據(jù)式(4.3-4)、式(4.3-3)、式(4.3-2)和圖4-19中電路元件的參數(shù),可以計(jì)算出理論上RLC串聯(lián)電路的通頻帶為15910Hz。在實(shí)際電路中,由于電路元件的參數(shù)偏離標(biāo)稱值等原因,所得到的通頻帶的數(shù)值與理論數(shù)值略有出入。
在圖4-22中向右移動(dòng)游標(biāo)到增益為707/1000附近處(圖4-22中為0.69),此時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為166.89Hz;繼續(xù)向右移動(dòng)游標(biāo)到下一個(gè)增益為707/1000附近處(圖4-23中為0.70),此時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為15317.46Hz,兩次移動(dòng)游標(biāo)所得的頻率值的差就是在NI ELVIS下測(cè)試得到的RLC串聯(lián)電路的通頻帶,本例中計(jì)算得到的數(shù)值與理論數(shù)值比較接近。
根據(jù)諧振發(fā)生時(shí),電容和電感上電壓的向量和為O的特性,此時(shí)電阻上的輸出電壓將與輸入電壓基本一致。在圖4-21中分別移動(dòng)游標(biāo)Cl、C2到兩路信號(hào)同一周期的峰值處后,用戶將會(huì)發(fā)現(xiàn),此時(shí)游標(biāo)C2與Cl的位置重合,M27C2001-12F6這是因?yàn)殡娮枋蔷性元件,所以兩路信號(hào)之間沒有相位差,因此在圖4-21中,游標(biāo)Cl與C2的時(shí)間差dT為Os。
如果保持圖4-19中的測(cè)量電路不變,關(guān)閉圖4-20和圖4-21中的虛擬儀器FGEN和Scope,打開虛擬儀器Bode Analyzer,并將Bode Analyzer中的參數(shù)按照?qǐng)D4-22中所示來(lái)設(shè)置后,單擊Run按鈕,利用Bode Analyzer分析RLC串聯(lián)電路的頻率響應(yīng)的函數(shù)曲線如圖4-22和圖4-23所示。
在RC濾波電路中已經(jīng)為讀者介紹過:工程上以放大707/1000時(shí)為界限,定義了濾波電路的通頻帶。在RLC串聯(lián)電路中同樣以放大707/1000為界限定義了電路的通頻帶。從圖4-22中可知,RLC電路的幅度頻率響應(yīng)曲線接近圓弧形,所以RLC電路有兩個(gè)截止頻率,在這兩個(gè)截止頻率之間的頻帶范圍就是RLC串聯(lián)電路的通頻帶。
設(shè)RLC串聯(lián)電路的通頻帶為Bw,則Bw和品質(zhì)因數(shù)Q、諧振頻率fo乏間的關(guān)系可以用下面的表達(dá)式來(lái)表示;
根據(jù)式(4.3-4)、式(4.3-3)、式(4.3-2)和圖4-19中電路元件的參數(shù),可以計(jì)算出理論上RLC串聯(lián)電路的通頻帶為15910Hz。在實(shí)際電路中,由于電路元件的參數(shù)偏離標(biāo)稱值等原因,所得到的通頻帶的數(shù)值與理論數(shù)值略有出入。
在圖4-22中向右移動(dòng)游標(biāo)到增益為707/1000附近處(圖4-22中為0.69),此時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為166.89Hz;繼續(xù)向右移動(dòng)游標(biāo)到下一個(gè)增益為707/1000附近處(圖4-23中為0.70),此時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率為15317.46Hz,兩次移動(dòng)游標(biāo)所得的頻率值的差就是在NI ELVIS下測(cè)試得到的RLC串聯(lián)電路的通頻帶,本例中計(jì)算得到的數(shù)值與理論數(shù)值比較接近。
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