电路谐振的仿真分析

《电路谐振的仿真分析》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、电路谐振的仿真分析一、实验目的1、常握multisim软件在电路分析仿真屮的基木操作2、掌握multisim软件中基本虚拟仪器的使用方法2、掌握谐振电路的幅频、相频特性对于上图所示的R、L、C串联电路，在正弦电压作用下，其复阻抗为：Z=R+j(coL-、=R+j(XL-Xc)=R^jX=z-A(pcoC上式的虚部，是角频率的函数，X、X"X。随角频率变化的情况如右图所示。由该图可以很清楚处看出，当e从零开始向8增加吋，由于感抗X］、Xc和容抗X。随频率变化的关系不一样。所以造成电抗从-00向+00增加，电抗出开始吋

2、的容性过零传变为感性。当/二°)时，感抗和容抗相等，电抗为零，即有=0电路此时的工作状况称为谐振；由于这种谐振是发生在R、L、C串联电路中,所以称为串联谐振。谐振角频率为咕总，»盘由上式可知，串联电路的谐振频率人完全由电路的厶、C参数决定。而与电阻R无关；它反映了串联电路的一种固冇性质，而但对于每一个R、L、C串联电路,总有一个对应的谐振频率几。/?、L.C三个参数不论改变哪一个量，既可能使电路满足谐振的条件，而发生谐振；也能使三者Z间的关系不满足谐振的条件而达到消除谐振的目的。三、实验步骤1、创建电路：从元器件库

3、中选择电压源、电阻、电容、电感连接成串联电路形式，如图1所示，选择频率特性仪XBP1,将•其输入端和电源连接，输岀端和负载连接。2、电路的幅频特性：单击运行（RUN）按钮，双击频率特性仪XBP1图标，在Mode选项组中单击Magnitude（幅频特性）按钮，可得到该电路的幅频特性，如图2所示。从图中所知，电路在谐振频率人处有个增益极大值，而在其他频段增益大大下降。需要说明的是，电路的谐振频率只与电路的结构和元件参数冇关，与外加电源的频率无关。木处电路所选的电源频率为lkllz,若选择其他频率，幅频特性不变。图2串联

4、谐振屯路的幅频特性（Q=10,几=1.577kHz）3、电路的相频特性：在Mode选项组中单击Phase（相频特性）按钮，可得到该电路的相频特性，如图3所示。从电路的相频特性可以看出，电路以谐振频率人为分界点，当信号频率低于九时，相位超认当信号频率高于人时，相位滞后。因为当信号频率低于人时，整个电路呈容性，电流相位（负载电阻上的屯压相位）超前于电压（外加电源）的相位；而当信号频率高于人吋，整个电路呈感性，电流相位（负载电阻上的电压相位）滞后于电压（外加电源）的相位。该仿真结果和理论分析一致。ron门♦BodePlo

5、tter-XBPl图3串联谐振屯路的相频特性4、电路的品质因数!2值和电路的选择性关系：在保证谐振频率不变的情况下，改变元件参数，可改变电路的品质因数Q值。如图1所示，/?=10Q,L=10mH,C="F,对应的Q=計吕=10,对应的幅频特性如图2所示。若选择R=100,L=mH,C=lgF,对应的0=丄J-=l,对应的幅频特性如图4所示。/?VC由此可知对TRLC串联谐振电路来说，不同的Q值对应的幅频特性曲线不同，Q值越，对应的幅频特性曲线越尖，电路的选择性越好，若用串联谐振电路作为无线电检波电路，味着其灵敏度

6、越高，抗干扰能力则越低；Q值越小，对应的幅频特性曲线越钝，电路的选性差，若作为无线电检波电路，意味着其灵墩度降低，但抗干扰能力会提高。所以串联谐电路的0值大小，要视不同的应用场合具体选择，不可一概而论。诊BodePlotter-XBPl♦1.577kHz-0.274dB+HorizontalModeMngnitudeF2GHzI1mHz

7、""Log-Lin

8、ControlsPhaseVerticalReverseISaveISet.,,

9、+<♦OutQ-图4串联谐振电路的幅频特性(Q=l,/0=1.577kHz)