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。
图9-6 串联谐振电路
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)时,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:
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,用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=QU,Q为品质因数,
),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。
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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