LC諧振電路應(yīng)用太難了？其實(shí)這一步至關(guān)重要

根據(jù)電路中電感器L和電容器C的連接方式不同，共有兩種基本的LC諧振電路：LC并聯(lián)諧振電路和LC串聯(lián)諧振電路。

在放大器電路和其它形式的信號(hào)處理電路中，大量使用LC并聯(lián)諧振電路和LC串聯(lián)諧振電路。下圖是LC諧振電路的應(yīng)用說(shuō)明：

LC并聯(lián)、串聯(lián)諧振電路在應(yīng)用中的變化較多，是電路分析的一個(gè)難點(diǎn)。

01LC自由諧振電路

下圖所示是LC自由諧振電路。電路中的L1是電感器，C1是電容器，L1和C1構(gòu)成一個(gè)并聯(lián)電路。

LC諧振的電-磁轉(zhuǎn)換過(guò)程

如下圖所示，LC諧振電路的基本諧振過(guò)程是：設(shè)一開(kāi)始電容C1中已有電能，這時(shí)C1的電能對(duì)L1放電，這一過(guò)程是C1中的電能轉(zhuǎn)換成線圈L1中磁能的過(guò)程，電容C1放電結(jié)束時(shí)，能量全部以磁能的形式儲(chǔ)存在線圈L1中。

如下圖所示，C1放電完畢后，線圈L1中的磁能又以線圈兩端自感電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生電流的方式，對(duì)C1充電，這一充電過(guò)程是線圈L1中磁能轉(zhuǎn)換成電容C1中電能的過(guò)程。

電容C1充電完畢后，電容兩端的電壓再度對(duì)線圈進(jìn)行放電，開(kāi)始又一輪的振蕩、能量轉(zhuǎn)換過(guò)程。

02LC并聯(lián)諧振電路

下圖所示是LC并聯(lián)諧振電路，電路中的L1和C1構(gòu)成LC并聯(lián)諧振電路，R1是線圈L1的直流電阻，Is是交流信號(hào)源，這是一個(gè)恒流源。所謂恒流源就是輸出電流不隨負(fù)載大小的變化而變化的電源。為便于討論LC并聯(lián)電路，可忽略線圈電阻R1，簡(jiǎn)化后的電路如下圖所示。

LC并聯(lián)諧振電路的阻抗可以等效成一個(gè)電阻，這是一個(gè)特殊電阻，它的阻值大小是隨頻率高低變化而變化的，這種等效可以方便對(duì)電路工作原理的理解。

LC并聯(lián)電路的一個(gè)重要特性：并聯(lián)諧振時(shí)電路的阻抗達(dá)到最大。

輸入信號(hào)頻率高于諧振頻率后，LC并聯(lián)諧振電路等效成一只電容。

① 輸入信號(hào)頻率等于諧振頻率時(shí)阻抗特性曲線：

② 輸入信號(hào)頻率高于諧振頻率時(shí)阻抗特性曲線：

③ 輸入信號(hào)頻率低于諧振頻率時(shí)阻抗特性曲線：

④ LC并聯(lián)諧振網(wǎng)絡(luò)電抗特性曲線：

⑤ LC并聯(lián)諧振電路電路的頻率特性曲線：

03LC串聯(lián)諧振電路

LC串聯(lián)諧振電路是LC諧振電路中另一種諧振電路。

下圖所示是LC串聯(lián)諧振電路。電路中R1是線圈L1的直流電阻，也是這一LC串聯(lián)諧振電路的阻尼電路，電阻器是一個(gè)耗能元件，它在這里要消耗諧振信號(hào)的能量。L1與C1串聯(lián)后再與信號(hào)源相并聯(lián)，這里的信號(hào)源是一個(gè)恒壓源。

在LC串聯(lián)諧振電路中，電阻R1的阻值越小，對(duì)諧振信號(hào)的能量消耗越小，諧振電路的品質(zhì)也越好，電路的Q值也越高。當(dāng)電路中的電感L1越大，存儲(chǔ)的磁能也越多，在電路損耗一定時(shí)諧振電路的品質(zhì)也越好，電路的Q值也越高。

電路中，信號(hào)源與LC串聯(lián)諧振電路之間不存在能量相互轉(zhuǎn)換，只是電容C1和電感L1之間存在電能和磁能之間的相互轉(zhuǎn)換，外加的輸入信號(hào)只是補(bǔ)充由于電阻R1消耗電能而損耗的信號(hào)能量。

審核編輯：湯梓紅