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串联谐振电路的工作原理与优化

时间:2023-06-30 理论教育 版权反馈
【摘要】:在图9-8b中,LC串联谐振电路的谐振频率为6.5MHz。当8MHz、6.5MHz和465kHz三个频率信号到达A点时,LC串联谐振电路对6.5MHz信号产生谐振,对该信号阻抗很小,6.5MHz信号经LC串联谐振电路送往输出端,而串联谐振电路对8MHz和465kHz的信号不会产生谐振,它对这两个频率信号阻抗很大,这两个信号无法通过LC电路。

串联谐振电路的工作原理与优化

1.电路分析

电容和电感头尾相连并与交流信号连接在一起就构成了串联谐振电路串联谐振电路如图9-6所示,其中U为交流信号,C为电容,L为电感,R为电感L的直流等效电阻

为了分析串联谐振电路的性质,将一个电压不变、频率可调的交流信号电压U加到串联谐振电路两端,再在电路中串接一个交流电流表,如图9-7所示。

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图9-6 串联谐振电路

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图9-7 串联谐振电路分析图

让交流信号电压U始终保持不变,而将交流信号频率由0慢慢调高,在调节交流信号频率的同时观察电流表,结果发现电流表指示电流先慢慢增大,当增大到某一值再将交流信号频率继续调高时,会发现电流又逐渐开始下降,这个过程可用图9-7所示特性曲线表示。

在串联谐振电路中当交流信号频率为某一频率值fo电路出现最大电流的现象称作串联谐振现象”,简称串联谐振”,这个频率称为谐振频率用fo表示谐振频率fo的大小可用下面公式来计算

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2.电路特点(www.xing528.com)

串联谐振电路在谐振时的特点主要如下

1)谐振时电路中的电流最大此时LC元件串在一起就像一只阻值很小的电阻即串联谐振电路谐振时总阻抗最小电阻容抗和感抗统称为阻抗Z表示阻抗单位为Ω)。

2)谐振时电路中电感上的电压UL和电容上的电压UC都很高往往比交流信号电压U大很多倍UL=UC=QUQ为品质因数978-7-111-49764-6-Chapter09-12.jpg

),因此串联谐振电路又称电压谐振”,在谐振时UL与UC在数值上相等但两电压的极性相反故两电压之和UL+UC却近似为零

3.应用举例

串联谐振电路的应用如图9-8所示。

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图9-8 串联谐振电路的应用举例

在图9-8a中,LC元件构成串联谐振电路,其谐振频率为6.5MHz。当8MHz、6.5MHz和465kHz三个频率信号到达A点时,LC串联谐振电路对6.5MHz信号产生谐振,对该信号阻抗很小,6.5MHz信号经LC串联谐振电路旁路到地,而串联谐振电路对8MHz和465kHz的信号不会产生谐振,它对这两个频率信号阻抗很大,无法旁路,所以电路输出8MHz信号和465kHz信号。

在图9-8b中,LC串联谐振电路的谐振频率为6.5MHz。当8MHz、6.5MHz和465kHz三个频率信号到达A点时,LC串联谐振电路对6.5MHz信号产生谐振,对该信号阻抗很小,6.5MHz信号经LC串联谐振电路送往输出端,而串联谐振电路对8MHz和465kHz的信号不会产生谐振,它对这两个频率信号阻抗很大,这两个信号无法通过LC电路。

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