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LC串联和并联电路汇总剖析

更新时间:2023-11-06 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

一、LC串并联电路定性认识MJx物理好资源网(原物理ok网)

在LC电路中,感抗和容抗相等时对应的频度值称为谐振频度,如右图1所示。在接收广播电视讯号或无线通讯讯号时,使接收电路的频度与所选择的广播电视台或无线电台发射的讯号频度相同就称作调谐。MJx物理好资源网(原物理ok网)

图1感抗与容抗曲线MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC串联谐振电路的特性:MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC串联谐振电路是指将电感器和电容器串联后产生的,且为谐振状态(关系曲线具有相同的谐振点)的电路,如图2所示。在串联谐振电路中,当讯号接近特定的频度时,电路中的电压达到最大,这个频度称为谐振频度。MJx物理好资源网(原物理ok网)

图2LC串联谐振电路及电压和频度的关系曲线MJx物理好资源网(原物理ok网)

不同频度讯号通过LC串联电路的条件如图3所示。由图可知,当输入讯号经过LC串联电路时,按照电感器和电容器的特点,讯号频度越高电感的阻抗越大,而电容的阻抗则越小,阻抗大则对讯号的衰减大,频度较高的讯号通过电感会衰减很大,而直流讯号则未能通过电容器。当输入信弓的频度等于LC谐振的频度时,LC串联电路的阻抗最小。此频度的讯号很容易通过电容器和电感器输出。此时LC串联谐振电路起到选频的作用。MJx物理好资源网(原物理ok网)

图3讯号流过LC串联电路MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC并联谐振电路的特性:MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC并联谐振电路是指将电感器和电容器并联后产生的,如图4所示,在并联谐振电路中,假如线圈中的电压与电容中的电压相等,则电路就达到了并联谐振状态。在该电路中,不仅LC并联部份以外,其他部份的阻抗变化几乎对能量消耗没有影响。为此,这些电路的稳定性好,比串联谐振电路应用得更多。MJx物理好资源网(原物理ok网)

图4LC并联谐振电路及电压和频度的关系曲线MJx物理好资源网(原物理ok网)

图5所示为不同频度的讯号通过LC并联谐振电路时的状态串联和并联的概念和特点,当输入讯号经过LC并联谐振电路时,同样按照电感器和电容器的阻抗特点,较高频率的讯号则容易通过电容器抵达输出端,较低频率的讯号则容易通过电感器抵达输出端。因为LC回路在谐振频度fo处的阻抗最大,谐振频度点的讯号不能通过LC并联振荡电路。MJx物理好资源网(原物理ok网)

图5讯号流过LC并联电路MJx物理好资源网(原物理ok网)

二、LC串并联电路定量认识MJx物理好资源网(原物理ok网)

串联并联的定义特点_串联和并联的概念和特点_串联并联的含义MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC串联选频电路的幅频特点、通频带和选择性。MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC串联谐振电路回路广泛地用于超外差收音机的选频电路之中,如输入回路、变频电路、中频电路等。MJx物理好资源网(原物理ok网)

上图为一LC串联谐振电路,其中R表示线圈L的耗损内阻。该电路的交流阻抗为:MJx物理好资源网(原物理ok网)

,当回路发生谐振时,MJx物理好资源网(原物理ok网)

故回路的谐振频度为:。该串联电路谐振时的特征是,回路的阻抗最小且Z0=R;讯号电流一定时,回路的电压最大且I0=Vs/R;电感或电容两端的电流最大,且是讯号电流的Q倍。Q的定义为:,Q叫回路的品质质数。MJx物理好资源网(原物理ok网)

1、幅频特点MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC串联谐振电路的电压:MJx物理好资源网(原物理ok网)

为便捷起见,一般用电压的相对比值(称归一化)来表示串联回路电压的幅频特点:MJx物理好资源网(原物理ok网)

借助上式可画出右图的幅频特点曲线(即谐振曲线),从曲线看出:Q值愈大,曲线愈尖锐,回路的选择性愈好。MJx物理好资源网(原物理ok网)

2、通频带MJx物理好资源网(原物理ok网)

在谐振频度附近MJx物理好资源网(原物理ok网)

,带入得:MJx物理好资源网(原物理ok网)

满足(即0.707)的频度觉得可以通过回路,通过回路的频度范围称通频带,通频带的长度用B表示MJx物理好资源网(原物理ok网)

由此可见:Q值越低,通频带越宽,Q值越高,通频带越窄。MJx物理好资源网(原物理ok网)

3、选择性MJx物理好资源网(原物理ok网)

回路的选择性一般用谐振曲线的圆形系数Kr来表示,Kr定义为a增长到0.1时的频宽B0.1与a增长到0.7时频宽B0.7的比值MJx物理好资源网(原物理ok网)

,R、L、C串联回路的圆形系数为:MJx物理好资源网(原物理ok网)

理想圆形系数Kr=1,而LC串联回路谐振曲线圆形系数较大,因而选择性较差。MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC并联选频电路MJx物理好资源网(原物理ok网)

图中R表示回路的等效耗损内阻。由图可知,LC并联谐振回路的等效阻抗为:MJx物理好资源网(原物理ok网)

1、LC并联谐振回路有如下特征:MJx物理好资源网(原物理ok网)

2、LC并联回路谐振频度为:MJx物理好资源网(原物理ok网)

3、LC并联回路谐振时,回路的等效阻抗为纯内阻,电阻最大:讯号源电压与振荡回路中的环路电压的关系:MJx物理好资源网(原物理ok网)

上式表明:LC电路谐振时,西路电压近似为总电压的Q倍,一般,Q>>1,所以,谐振时LC并联电路的回路电压比输入电压大得多。也就是说,在谐振回路中外界的影响可以忽视。这个推论对于剖析LC正弦波振荡电路是非常有用的。MJx物理好资源网(原物理ok网)

4、LC并联谐振回路的频度响应MJx物理好资源网(原物理ok网)

LC并联回路具有选频特点。在谐振频度fo处,电路为纯阻性(V与I无相差)电阻最大。在f<fo处,电路呈电感性。在f>fo处,电路呈电容性。MJx物理好资源网(原物理ok网)

切勿误会,此图并不是LC并联电路的幅频特点曲线,只表示部份意思MJx物理好资源网(原物理ok网)

Q越大串联和并联的概念和特点,谐振时Zo越大,振幅特点曲线越尖锐,在f=fo附近相频特点变化越快,选频性能越好。对相同的Δφ而言,Q值越大,对应的Δf越小,因而频度的稳定性越好。MJx物理好资源网(原物理ok网)

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