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LC串联和并联电路汇总分析

  在LC电路中,感抗和容抗相等时对应的频率值称为谐振频率,如下图1所示。在接收广播电视信号或无线通信信号时,使接收电路的频率与所选择的广播电视台或无线电台发射的信号频率相同就叫做调谐。

  LC串联谐振电路是指将电感器和电容器串联后形成的,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,当信号接近特定的频率时,电路中的电流达到最大,这个频率称为谐振频率。

  不同频率信号通过LC串联电路的条件如图3所示。由图可知,当输入信号经过LC串联电路时,根据电感器和电容器的特性,信号频率越高电感的阻抗越大,而电容的阻抗则越小,阻抗大则对信号的衰减大,频率较高的信号通过电感会衰减很大,而直流信号则无法通过电容器。当输入信弓的频率等于LC谐振的频率时,LC串联电路的阻抗最小。此频率的信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。

  LC并联谐振电路是指将电感器和电容器并联后形成的,如图4所示,在并联谐振电路中,如果线圈中的电流与电容中的电流相等,则电路就达到了并联谐振状态。在该电路中,除了LC并联部分以外,其他部分的阻抗变化几乎对能量消耗没有影响。因此,这种电路的稳定性好,比串联谐振电路应用得更多。

  图4 LC并联谐振电路及电流和频率的关系曲线所示为不同频率的信号通过LC并联谐振电路时的状态,当输入信号经过LC并联谐振电路时,同样根据电感器和电容器的阻抗特性,较高频率的信号则容易通过电容器到达输出端,较低频率的信号则容易通过电感器到达输出端。由于LC回路在谐振频率fo处的阻抗最大,谐振频率点的信号不能通过LC并联振荡电路。

  。该串联电路谐振时的特点是,回路的阻抗最小且Z0=R;信号电压一定时,回路的电流最大且I0=Vs/R;电感或电容两端的电压最大,且是信号电压的Q倍。Q的定义为:

  上式表明:LC电路谐振时,支路电流近似为总电流的Q倍,通常,Q>>1,所以,谐振时LC并联电路的回路电流比输入电流大得多。也就是说,在谐振回路中外界的影响可以忽略。这个结论对于分析LC正弦波振荡电路是十分有用的。

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