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LC串联谐振电路重要特性

发布时间:2011/9/15 9:32:10 访问次数:20677

    LC串联谐振电路是LC谐振电路中的另一种谐振电路。图4-59所示是LC串联谐振电路。电路中的Rl是线圈Ll的直流电阻,也是这一LC串联谐振电路的阻尼电阻,电阻器是一个耗能元件,它在这里要消耗谐振信号的能量。Ll与Cl串联后再与信号源Us相并联,这里的信号源是一个恒压源。   W04MB0

                    
    在LC串联谐振电路中,电阻Rl的阻值越小,对谐振信号的能量消耗越小,谐振电路的品质也越好,电路的Q值也越高;当电路中的电感Ll越大,存储的磁能越多,在电路损耗一定时谐振电路的品质也越好,电路的Q值也越高。
    电路中,信号源与LC串联谐振电路之间不存在能量间的相互转换,只是电容Cl和电感Ll之间存在电能和磁能之间的相互转换。外加的输入信号只是补充由于电阻Rl消耗电能而损耗的信号能量。
    LC串联谐振电路的谐振频率计算公式与并联谐振电路一样。
   1.LC串联电路阻抗特性   
    图4-60所示是LC串联谐振电路阻抗特性曲线。

               
    阻抗特性分析要将输入信号频率分成多种情况进行。
    (1)输入信号频率等于谐振频率fo。当输入信号频率等于LC串联谐振电路的谐振频率fo时,电路发生串联谐振,串联谐振时电路的阻抗最小且为纯阻性(不为容性也不为感性),如图4-61所示,其值为R1(纯阻性)。

                     
    当信导频率偏离LC谐振电路的谐振频率时,电路的阻抗要增大,且频率偏离的量越大,电路的阻抗就越大,这一点恰好是与LC并联谐振电路相反的。
    要记住:串联谐振时电路的阻抗最小。
    (2)输入信号频率高于谐振频率fo。当输入信号频率高于谐振频率时,LC串联谐振电路为感性,相当于一个电感(电感量大小不等于L1),如图4-62所示。

                 
    这一点可以这样理解:在Ll和Cl串联电路中,当信号频率高于谐振频率之后,由于频率升高,Cl的容抗减小,而Ll的感抗却增大,在串联电路中起主要作用的是阻抗大的一个元件,’这样Ll起主要作用,因此在输入信号频率高于谐振频率之后,LC串联谐振电路等效于一个电感
   (3)输入信号频率低于谐振频率五。当输入信号频率低于谐振频率时,LC串联谐振电路为容性,相当于一个电容(容量大小不等于C1),如图4-63所示。

                   
    这一点可以这样理解:当信号频率低于谐振频率之后,由于频率降低,Cl的容抗增大,而Ll的感抗却减小,这样在串联电路中起主要作用的是电容Cl,因此在输入信号频率低于谐振频率时,LC串联谐振电路等效于一个电容。

    2.品质因数Q
    图4-64所示是LC串联谐振电路阻抗与Q值之间关系的示意图。图中三条阻抗曲线中,Qi曲线的品质因数最大,Q2曲线其次,Q3曲线最小,Q值越大曲线越尖锐,谐振时的电路阻抗越小,流过串联谐振电路的信号电流越大。

                    
    LC串联谐振电路的频带特性与并联谐振电路是一样的,也是谐振电路的Q值越大,频带越窄,反之则越宽。

 

 

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    LC串联谐振电路是LC谐振电路中的另一种谐振电路。图4-59所示是LC串联谐振电路。电路中的Rl是线圈Ll的直流电阻,也是这一LC串联谐振电路的阻尼电阻,电阻器是一个耗能元件,它在这里要消耗谐振信号的能量。Ll与Cl串联后再与信号源Us相并联,这里的信号源是一个恒压源。   W04MB0

                    
    在LC串联谐振电路中,电阻Rl的阻值越小,对谐振信号的能量消耗越小,谐振电路的品质也越好,电路的Q值也越高;当电路中的电感Ll越大,存储的磁能越多,在电路损耗一定时谐振电路的品质也越好,电路的Q值也越高。
    电路中,信号源与LC串联谐振电路之间不存在能量间的相互转换,只是电容Cl和电感Ll之间存在电能和磁能之间的相互转换。外加的输入信号只是补充由于电阻Rl消耗电能而损耗的信号能量。
    LC串联谐振电路的谐振频率计算公式与并联谐振电路一样。
   1.LC串联电路阻抗特性   
    图4-60所示是LC串联谐振电路阻抗特性曲线。

               
    阻抗特性分析要将输入信号频率分成多种情况进行。
    (1)输入信号频率等于谐振频率fo。当输入信号频率等于LC串联谐振电路的谐振频率fo时,电路发生串联谐振,串联谐振时电路的阻抗最小且为纯阻性(不为容性也不为感性),如图4-61所示,其值为R1(纯阻性)。

                     
    当信导频率偏离LC谐振电路的谐振频率时,电路的阻抗要增大,且频率偏离的量越大,电路的阻抗就越大,这一点恰好是与LC并联谐振电路相反的。
    要记住:串联谐振时电路的阻抗最小。
    (2)输入信号频率高于谐振频率fo。当输入信号频率高于谐振频率时,LC串联谐振电路为感性,相当于一个电感(电感量大小不等于L1),如图4-62所示。

                 
    这一点可以这样理解:在Ll和Cl串联电路中,当信号频率高于谐振频率之后,由于频率升高,Cl的容抗减小,而Ll的感抗却增大,在串联电路中起主要作用的是阻抗大的一个元件,’这样Ll起主要作用,因此在输入信号频率高于谐振频率之后,LC串联谐振电路等效于一个电感
   (3)输入信号频率低于谐振频率五。当输入信号频率低于谐振频率时,LC串联谐振电路为容性,相当于一个电容(容量大小不等于C1),如图4-63所示。

                   
    这一点可以这样理解:当信号频率低于谐振频率之后,由于频率降低,Cl的容抗增大,而Ll的感抗却减小,这样在串联电路中起主要作用的是电容Cl,因此在输入信号频率低于谐振频率时,LC串联谐振电路等效于一个电容。

    2.品质因数Q
    图4-64所示是LC串联谐振电路阻抗与Q值之间关系的示意图。图中三条阻抗曲线中,Qi曲线的品质因数最大,Q2曲线其次,Q3曲线最小,Q值越大曲线越尖锐,谐振时的电路阻抗越小,流过串联谐振电路的信号电流越大。

                    
    LC串联谐振电路的频带特性与并联谐振电路是一样的,也是谐振电路的Q值越大,频带越窄,反之则越宽。

 

 

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