RLC串联谐振频率及其计算公式.doc

《RLC串联谐振频率及其计算公式.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、RLC串联谐振频率及其计算公式2009-04-2109:51串联谐振是指所研究的串联电路部分的电压和电流达到同相位,即电路中电感的感抗和电容的容抗在数值上时相等的,从而使所研究电路呈现纯电阻特性,在给定端电压的情况下,所研究的电路中将出现最大电流,电路中消耗的有功功率也最大.1.谐振定义：电路中L、C两组件之能量相等，当能量由电路中某一电抗组件释出时，且另一电抗组件必吸收相同之能量，即此两电抗组件间会产生一能量脉动。2.电路欲产生谐振，必须具备有电感器L及电容器C两组件。3.谐振时其所对应之频率为谐振频率(resonance)

2、，或称共振频率，以fr表示之。4.串联谐振电路之条件如图1所示：当Q=Q?I2XL=I2XC也就是XL=XC时，为R-L-C串联电路产生谐振之条件。            图1串联谐振电路图5.串联谐振电路之特性：(1)电路阻抗最小且为纯电阻。即Z=R+jXL?jXC=R(2)电路电流为最大。即(3)电路功率因子为1。即(4)电路平均功率最大。即P=I2R(5)电路总虚功率为零。即QL=QC?QT=QL?QC=06.串联谐振电路之频率：(1)公式：(2)R-L-C串联电路欲产生谐振时，可调整电源频率f、电感器L或电容器C使其达

3、到谐振频率fr，而与电阻R完全无关。7.串联谐振电路之质量因子：(1)定义：电感器或电容器在谐振时产生的电抗功率与电阻器消耗的平均功率之比，称为谐振时之品质因子。(2)公式：(3)品质因子Q值愈大表示电路对谐振时之响应愈佳。一般Q值在10～100之间。8.串联谐振电路阻抗与频率之关系如图(2)所示：(1)电阻R与频率无关，系一常数，故为一横线。(2)电感抗XL=2πfL，与频率成正比，故为一斜线。(3)电容抗与频率成反比，故为一曲线。(4)阻抗Z=R+j(XL?XC)当f=fr时，Z=R为最小值，电路为电阻性。当f＞fr时，X

4、L＞XC，电路为电感性。当f＜fr时，XL＜XC，电路为电容性。当f=0或f=∞时,Z=∞，电路为开路。(5)若将电源频率f由小增大，则电路阻抗Z的变化为先减后增。9.串联谐振电路之选择性如图(3)所示：(1)当f=fr时,  ，此频率称为谐振频率。(2)当f=f1或f2时,        ，此频率称为旁带频率、截止频率或半功率频率。(3)串联谐振电路之选择性：电路电流最大值变动至倍电流最大值时，其所对应的两旁带频率间之范围，即为该电路之选择性，通常称为频带宽度或波宽，以BW表示。公式：(4)当f=f1或f2时，其电路功率为最

5、大功率之半，故截止频率又称为半功率频率。公式：(5)f2>fr称为上限截止频率，f1

6、被驱动的负载.如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号的跳变,在上升沿比较陡峭的时候,电流比较大,这样驱动的电流就会吸收很大的电源电流,由于电路中的电感,电阻(特别是芯片管脚上的电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就是一种噪声,会影响前级的正常工作.这就是耦合.去藕电容就是起到一个电池的作用,满足驱动电路电流的变化,避免相互间的耦合干扰.旁路电容实际也是去藕合的,只是旁路电容一般是指高频旁路,也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径.高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0

7、.01u等,而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定.  旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象,而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源.这应该是他们的本质区别.去耦电容在集成电路电源和地之间的有两个作用:一方面是本集成电路的蓄能电容,另一方面旁路掉该器件的高频噪声.数字电路中典型的去耦电容值是0.1μF.这个电容的分布电感的典型值是5μH.0.1μF的去耦电容有5μH的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是说,对于10MHz以下的噪声有较好的去

8、耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用.1μF、10μF的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些.每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右.最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为