濾波LC電路結(jié)構(gòu)形式和特征分析

1.了解LC電路的結(jié)構(gòu)形式

由電容器和電感器組成的串聯(lián)或并聯(lián)電路中，感抗和容抗相等時(shí)，電路成為諧振狀態(tài)。感抗和容抗相等時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率值稱為諧振頻率，下圖所示曲線。在接收廣播電視信號(hào)或無(wú)線通信信號(hào)時(shí)，使接收電路的頻率與所選擇的廣播電視臺(tái)或無(wú)線電臺(tái)發(fā)射的信號(hào)頻率相同就叫做調(diào)諧。

感抗和容抗線曲圖

調(diào)諧就是通過(guò)調(diào)整電容器的容抗將諧振頻率調(diào)節(jié)到想得到的頻率值，也就是將接收頻率調(diào)整到與電臺(tái)發(fā)射頻率相同，這樣就可以欣賞或收聽(tīng)所選頻道的節(jié)目了。

LC諧振電路分為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路和LC并聯(lián)諧振電路兩種，下圖為這兩種電路的結(jié)構(gòu)形式。

LC串并聯(lián)結(jié)構(gòu)

2.LC電路的特征

A：下圖為L(zhǎng)C串聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)及電容器電感器中電流和頻率的關(guān)系曲線。在串聯(lián)諧振電路中，當(dāng)信號(hào)接近特定的頻率時(shí)，電路中電流達(dá)到最大，電感器L和電容器C上的電壓也達(dá)到最大，這個(gè)頻率稱為諧振頻率。

串聯(lián)電路電流和頻率關(guān)系圖

下圖為不同頻率信號(hào)通過(guò)LC串聯(lián)電路的條件示意圖。當(dāng)輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)LC串聯(lián)電路時(shí)，根據(jù)電感器和電容器的特性，信號(hào)頻率越高電感器的阻抗越大，而電容器的阻抗則越小，阻抗大則對(duì)信號(hào)的衰減大，頻率較高的信號(hào)通過(guò)電感會(huì)衰減很大，而直流信號(hào)則無(wú)法通過(guò)電容器。當(dāng)輸入信號(hào)的頻率等于LC諧振的頻率時(shí)，LC串聯(lián)電路的阻抗最小。此頻率的信號(hào)很容易通過(guò)電容器和電感器輸出。此時(shí)LC串聯(lián)諧振電路起到選頻的作用。

不同頻率通過(guò)LC串聯(lián)電路示意圖

B：LC并聯(lián)諧振電路的特點(diǎn)

下圖為L(zhǎng)C并聯(lián)諧振電路的結(jié)構(gòu)及電路中電流與頻率關(guān)系曲線。在并聯(lián)諧振電路中，如果線圈上的電流與電容器上的電流相等，則電路就達(dá)到了并聯(lián)諧振狀態(tài)。并聯(lián)諧振電路中電波的負(fù)載很大，不能認(rèn)為是短路狀態(tài)，電路中的信號(hào)能量也是全部消耗在電阻上。電路中，除了LC并聯(lián)部分以外，其他部分的阻抗變化幾乎對(duì)能量消耗沒(méi)有影響。因此這種電路的穩(wěn)定性好，比串聯(lián)諧振電路應(yīng)用得更多。

LC并聯(lián)電路電流和頻率關(guān)系圖

下圖為不同頻率信號(hào)通過(guò)LC并聯(lián)諧振電路的條件示意圖。當(dāng)輸入信號(hào)經(jīng)過(guò)LC諧振電路時(shí)，同樣根據(jù)電感器通直流隔交流，電容器通交流隔直流的特性，交流信號(hào)可以從電路的電容器通過(guò)，而直流信號(hào)則通過(guò)電感器到達(dá)輸出端。由于LC回路在諧振頻率f0處阻抗最大，信號(hào)既無(wú)法通過(guò)電容器，也無(wú)法通過(guò)電感器而被阻止。

不同頻率通過(guò)LC并聯(lián)電路示意圖

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