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如何设计并联谐振电路的负载电阻?

时间:2023-07-01 理论教育 版权反馈
【摘要】:电子技术中通常把电路电流I≥0.707I0的一段频率范围称为谐振电路的通频带。RLC并联谐振电路的两端并联一个负载电阻RL时,是否会改变电路的Q值?因为并联谐振电路的品质因数,由于并联了一个电阻RL后而变为:,显然Q值变小,选择性变差,通频带相应变宽。

如何设计并联谐振电路的负载电阻?

1.并联谐振的条件

在小损耗条件下,并联谐振电路的谐振频率与串联谐振电路的谐振频率计算公式相同。

2.并联谐振电路的基本特征

并联谐振电路的谐振特征有:

(1)电路呈高阻抗特性;

(2)由于电路呈高阻抗,因此电路端电压一定时,电路总电流最小;

(3)在LC两支路中出现过电流现象,即IL0=IC0=QI

3.能量交换平衡

当电路发生谐振时,说明具有LC的电路中出现了电压、电流同相的特殊现象,电源和谐振电路之间没有电磁能量的交换,电路中的无功功率Q=0。但储能元件LC之间的能量交换始终在进行,而且任一时刻,两元件上的电能与磁能之和恒等于电能(或磁能)的最大值,这种情况我们称元件之间的能量交换得到平衡。(www.xing528.com)

4.品质因数

讨论谐振电路的问题,单纯从LC上的电压(或电流)有效值大小不足以说明谐振电路的性能好坏,因为当电路参数确定之后,谐振时的电感电压(或电感支路的电流)、电容电压(或电容支路的电流)有效值与外加信号源电压(或电路总电流)的大小有关。外加信号源的电压(或供给电路的总电流)有效值越大,谐振时储能元件两端的电压(或支路电流)有效值相应增大,用谐振时储能元件两端电压(或支路电流)有效值与信号源电压(或总电流)有效值之比,可以表征一个谐振电路的性能,我们把这一比值称为谐振电路的品质因数,用Q表示。即

串联回路中的品质因数Q值等于谐振时感抗ω0L与回路总电阻R的比值,注意和线圈上的品质因数QL值的区别,线圈的品质因数QL值是线圈的感抗ωL与线圈的铜耗电阻R之比值,其感抗ωL中的角频率ω理论上可以是任意频率下的值。谐振电路的品质因数Q,可以用来反映谐振电路选择性能的好坏,Q值越大,电路的选择性越好,反之则差。

5.通频带

谐振电路的性能不仅可以由品质因数Q值来反映,还可以用通频带来反映。当实际信号作用在谐振电路时,要保持信号不产生幅度失真,需要求谐振电路对信号频带内的各频率分量的响应是一样的。电子技术中通常把电路电流I≥0.707I0的一段频率范围称为谐振电路的通频带。电路通频带与回路参数间的关系为

显然品质因数高的电路通频带窄,工程实际中如何兼顾两者之间的关系,应具体情况具体分析。

【例3.12】RLC并联谐振电路的两端并联一个负载电阻RL时,是否会改变电路的Q值?

解:RLC并联谐振电路的两端并联一个负载电阻RL时,将改变电路的Q值。因为并联谐振电路的品质因数978-7-111-41525-1-Chapter03-153.jpg,由于并联了一个电阻RL后而变为:978-7-111-41525-1-Chapter03-154.jpg,显然Q值变小,选择性变差,通频带相应变宽。

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