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1、谐振电路在具体工程中的应用摘要:根据电路原理,在具有电感和电容元件的电路中,电路两端的电压与其中的电流一般是不同相的。如果调节电路的参数或电源的频率而使它们同相,这时电路就发生谐振现象。根据发生谐振的电路不同,谐振现象可分为串联谐振和并联谐振。在现实生活中,谐振电路的应用发挥着十分大的影响。关键词:谐振电路、应用、电感、电容前言: 在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中,电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件(L或C)的参数或电源频率,可以使它们位相相同,整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下,电路的总阻抗达到
2、极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象,并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征,同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同,有串联谐振和并联谐振两种。串联谐振时,电感电压与电容电压等值异号,即电感电容吸收等值异号的无功功率,使电路吸收的无功功率为0;电场能量和磁场能量都在不断变化,但此增彼减,互相补偿,这部分能量在电场和磁场之间振荡,全电路电磁场能量总和不变;激励供给电路的能量全转化为电阻发热。为了维持振荡,激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗,与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少,电路的品质越好。 并联谐振时,电感电流与电
3、容电流等值异号,即电感电容吸收等值异号的无功功率,使电路吸收的无功功率为0;电场能量和磁场能量都在不断变化,但此增彼减,互相补偿,这部分能量在电场和磁场之间振荡,全电路电磁场能量总和不变;激励供给电路的能量全转化为电阻发热。为了维持振荡,激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗,与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少,电路的品质越好。一.用于信号的选择信号在传输的过程中,不可避免要收到一定的干扰,是信号中混入了一些不需要的干扰信号。利用谐振特性,可以将大部分干扰信号滤除。在串联电路中,除谐振频率以外,电路对信号电流有一定阻抗,而回路谐振时,L的感抗与C
4、的容抗相等并相互抵销,对谐振频率来说,仅有电感线圈本身很小的电阻影响,谐振频率信号可以顺利通过,而谐振频率以外的频率信号不能通过。在并联电路中,当谐振在某一频率时,回路呈现的阻抗最大,它相当一个大电阻,信号电流最小,而回路两端的电压却达到最大值。也就是说,并联谐振电路阻止交流电流通过而通过交流信号电压。衡量谐振电路性能的一个重要指标是选择性.选择性越好,选频特性就越“尖锐”,但信号的通频带(允许通过的频率范围)就越窄。如,收音机的选择性越好其选合能力越强。选择性好坏与收音机中的输入调谐回路、中频变压器的品质有很大关系。例如在接收机里用来选择信号3输入电路的主要部分是
5、天线线圈L1和由电感线圈L与可变电容器C组成的串联谐振线路。天线所收到的各种频率不同的信号都会在LC谐振电路中感应出相应的电动势e1,e2,e3,…,如上图所示,图中的R是线圈L的电阻。改变C,对所需信号频率调到串联谐振,那么这时LC回路中该频率的电流最大,在可变电容器两端的这种频率的电压也就较高。其他各种不同频率的信号虽然也在接收机里出现,但由于它们没有达到谐振,在回路中引起得电流很小。这样就起到了选择信号和抑制干扰的作用。二.用于元器件的测量谐振电路可以用于电路元件参数测试,用谐振电路测量电路元件参数的方法称为谐振测试法。谐振测试法就是根据谐振回路的谐振特性建立
6、起来的测电路元件参数的方法。谐振法电路简单,且符合高频电路元件参数测试的主要方法。例如,利用谐振测电感如图所示为并联谐振法测电感的电路,其中C为标准电容,L为被测电感,Co为被测电感的分布电容。测量时,调节信号源频率,使电路谐振,即电压表指示最大,记下此时的信号源频率f,则 由此可见,还需要测出分布电容Co,不接标准电容C,调节信号源的频率,使电路自然谐振,设此频率为f1,则 由上述两式可得 把Co代入L的表达式,即可得到被测电感的感量。3三.提高功率的传输效率
7、利用谐振状态下,电感的磁场能量与电容的电场能量实现完全交换这一特点,电源输出的功率全部消耗在负载电阻上,从而实现最大功率传输。由此,我们将谐振电路应用到了谐振功率放大器。谐振功率放大器是一种用谐振系统作为匹配网络的功率放大器,主要应用在无线电发射机中,用来对载波信号或高频已调波信号进行功率放大。 顾名思义,高频功率放大器用于放大器高频信号并获得足够大的输出功率,常又称为射频功率放大器。它广泛用于发射机、高频加热装置和微波功率源等电子设备中。结束语:谐振电路在实际中的应用还有很多,比如:谐振电路在器件中的运用,低通滤波器,高通滤波器,带通滤波器,带阻滤波器,振荡