lc串联谐振电路特点

LC串联谐振电路重要特性

发布时间:2011-9-15 9:32:10 访问次数:3888

LC串联谐振电路是LC谐振电路中的另一种谐振电路。图4-59所示是LC串联谐振电路。电路中的Rl是线圈Ll的直流电阻，也是这一LC串联谐振电路的阻尼电阻，电阻器是一个耗能元件，它在这里要消耗谐振信号的能量。Ll与Cl串联后再与信号源Us相并联，这里的信号源是一个恒压源。 W04MB0

在LC串联谐振电路中，电阻Rl的阻值越小，对谐振信号的能量消耗越小，谐振电路的品质也越好，电路的Q值也越高；当电路中的电感Ll越大，存储的磁能越多，在电路损耗一定时谐振电路的品质也越好，电路的Q值也越高。

电路中，信号源与LC串联谐振电路之间不存在能量间的相互转换，只是电容Cl和电感Ll之间存在电能和磁能之间的相互转换。外加的输入信号只是补充由于电阻Rl消耗电能而损耗的信号能量。 LC串联谐振电路的谐振频率计算公式与并联谐振电路一样。 1．LC串联电路阻抗特性

图4-60所示是LC串联谐振电路阻抗特性曲线。

阻抗特性分析要将输入信号频率分成多种情况进行。

(1)输入信号频率等于谐振频率fo。当输入信

LCR串联谐振电路实验报告

实验目的：

本实验通过对LCR串联电路特性进行测量和研究，测量电路的谐振曲线，了解电路品质因素Q的物理意义，掌握LCR串联谐振电路的特点及其测量方法。

实验原理：

下图（图1）为LCR串联电路，交流信号源?在电路中所产生的电流的大小，不仅决定于电路中的电阻R ，而且还决定于电路中的电抗(2?fL?1)。其中2?fL是线圈L的2?fC感抗

Z；L1是电容器C容抗ZC。 2?fC

图1 LCR串联电路

根据交流电路原理，此回路中的电流I与电动势?之间的关系为

I??Z??1(2?fL?)2?fC2 （1）

?R2式中，Z为调谐回路的总阻抗， f为交流信号的频率，L表示电感，C表示电容。电动势?与电流I的相位差为：

2?fL???arctg[12?fCR] （2）

公式（1）、（2）中阻抗Z和相位差?，都是信号频率f的函数。 图 2、3、4 分别为LCR串联电路的阻抗、相位差、电流随频率的变化曲线，其中图 3 所示的??f曲线称为相频特性曲线。图 4 所示的I?f曲线称为幅频特性曲线（谐振曲线），

它表示在输出电压U1保持不变的条件下I随f的变化曲线。

LC 谐振放大器(D 题 摘 要

本题旨在设计一种满足增益、特定带宽、低功耗等条件的 LC 谐振放大器, 故本系统谐振放大部分采用多级谐振放大并结合 OPA355集成运放实现窄带,高 增益,低压低功耗的谐振放大功能,采用 π型滤波和 HT7136稳压管制作稳压电 源,输出作纯净波形作为电源部分。

LC 谐振放大器(D 题 1系统方案论证

本题要求设计并制作低压(直流 3.6V 、低功耗 (100mA以内 LC 谐振放大器。根据题目要求,本系统主要由衰 减器模块、 LC 谐振放大模块、集成运放模块、自动增益控制(AGC 模块和电源模块组成,下面分别论证上述几个 模块的设计方案和系统的总体方案。

1.1 衰减器模块方案选择 方案一: π型衰减器 方案二: T型衰减器 方案三: 桥 T 型

综合上述三种方案, T 型与 π型都较易实现并且计算容易,故本系统选用 π型衰减器来实现系统输入信号的衰 减。

1.2 LC谐振放大器模块方案选择

方案一: 采用双调谐回路谐振放大器。因为本题要求矩形系数尽可能小,该谐振回路具有频带较宽、选择性较好 的优点。优点是矩形系数低,较单调谐更易实现该条件,缺点是调试难度较大,放大倍数不易实现。

方案二:采用多级单调谐回

RLC串联谐振电路 一、知识要求：

理解RLC串联电路谐振的含义；理解谐振的条件、谐振角频率、频率；理解谐振电路的特点，会画矢量图。 二、知识提要：

在RLC串联电路中，当总电压与总电流同相位时，电路呈阻性的状态称为串联谐振。 （1）、串联谐振的条件：UL?UC即XL?XC

11得：???CLC（2）、谐振角频率与频率：由

1谐振频率f0?2?LC?L?（3）、谐振时的相量图：

UL UR=U I????

Uc

（4）、串联谐振电路的特点： ①.电路阻抗最小：Z=R

②、电路中电流电大：I0=U/R

③、总电压与总电流同相位，电路呈阻性

④、电阻两端电压等于总电压，电感与电容两端电压相等，相位相反，且为总电压的Q倍，。即：UL=UC=I0XL=I0XC=

?XUXL=LU=QU RR式中：Q叫做电路的品质因数，其值为：

Q?XLXC2?f0L1＞＞1(由于一般串联谐振电路中的R很小，所以Q值???RRR2?f0CR总大于1，其数值约为几十，有的可达几百。所以串联谐振时，电感和电容元件两端可能会产生比总电压高出Q倍的高电压，又因为UL=UC，所以串联谐振又叫电压谐振。) （5）、串联谐振电路的应用：

适用于信号源内阻较低的交流电路。常被

电工电子实验教学中心

学生实验报告

—— 学年第 一学期

实验课程 电路分析实验 实验室 电子技术实验室二实验地点 东区一教518 学 号 姓 名

1

实验项目 实验时间 实验台号 一、实验目的 RLC串联谐振电路 月 日 星期 ， 节 报告成绩 1、学习测定RLC串联谐振电路的幅频特性曲线； 2、观察串联谐振现象，加深对谐振电路特性的理解。 二、实验仪器 1、电路分析实验箱 2、数字万用表 3、交流毫伏表 （双通道） 4、双踪示波器 5、信号发生器 三、实验原理 1、在R、L、C串联电路中，总阻抗是电源频率的函数，即Z?R?j(?L?1) ?C 改变角频率，Z会发生变化，回路中的电流I=Us/|Z|也会发生相应的变化。 1当?L?时，|Z|最小，如果Us 一定，此时回路中的电流I最大，这种现象称为?C该电路发生了串联谐振。谐振时的频率称为谐振频率，又称为电路的固有频率，即 ?o?11 或者f0? LC2?LC上式表明，电路的谐振频率，与电阻的大小无关

基于PSpiceRLC串联电路的谐振分析

姓名：XXX 指导老师：XXX

摘 要 本课程设计主要目的是为了对基于PSpiceRLC串联电路的谐振分析进行仿真，在课程设计中系统的开发平台为PSpice，程序运行平台为Windows XP。通过对运行结果的观察分析RLC串联电路的谐振。

关键词PSpice；RLC；谐振

1 引 言

1.1课程设计的题目

电路理论课程设计

——基于PSPICE RLC串联电路的谐振分析

1.2 课程设计的目的及意义

（1）通过设计、调试、仿真、验证，加强学生对电路课程的理解，提高学生的分析应用能力。

（2）通过训练使学生掌握正确的测量方法，能够熟练的使用虚拟仪器和仪表。

1.3 要求完成的主要任务

（1）熟练运用PSPICE软件创建电路、模拟电路、显示或绘制结果； （2）使用该软件进行电路分析并与理论结果进行比较； （3）独立完成课程设计说明书。

- 1 -

2 概 述

2.1 PSpice简介

PSpice是一个电路通用分析程序，它主要是实现对电路进行模拟和仿

电路和电流第五节

探究串并联电路中电流的规律

0.36A

1.6A

2.4A

0.48A

问题：串联电路中各处的电流大 小有怎样的关系？串联电路的特点： ①只有一条电流路 径；②开关控制整 个电路；③用电器 相互干扰。

1、提出问题： 串联电路中各点的电流之间有什么关系？ 2、猜想或假设：

串联电路中电流处处相等导线若干

3、设计实验： (1)实验器材: 干电池、开关、两个灯泡、电流表、(2)实验电路图:ab

c

(3)实验步骤:

4、进行实验

用电流表分别 测电路各点电流: Ia、Ib、Ic…… 注意：

A2L1 A1 S L2 A3

1. 接线时要注意开关必须处于断开的状态；不 要出现短路现象； 电 2. 电流表要跟被测电路串联； 3. 电流表的接线要正确：不得出现反接； 流 表 4. 电流表的量程要选准；要进行试触； 使 5. 读数时要认清量程和分度值； 用

IbA

5、得出结论：Ic C

B

Ia

串联电路的电流规律:文字表达：串联电路中，电流处处都相等。 数学达式：Ia=Ib=Ic=……

并联电路的特点：

电流有两条以上路径，电流出现分与合；各 支路用电器独立工作、互不影响；干路开关 控制整个电路，支路开关控制所在的支路。

B

Ib

A

Ia

C

Ic

并联电路中 干路的电流与 各支路的

RLC串联谐振电路的实验报告

（1）实验目的：

1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。

2.掌握谐振频率的测量方法。

3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。

(2)实验原理：

RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω

0 =1/LC，谐振频率f

=1/2πLC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R

和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω

0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω

时，电路呈感性，阻抗角φ>0。

1、电路处于谐振状态时的特性。

（1）、回路阻抗Z

0=R,| Z

|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。

（2）、回路电流I

0的数值最大，I

=U

S

/R。

（3）、电阻上的电压U

R 的数值最大，U

R

=U

S

。

（4）、电感上的电压U

L 与电容上的电压U

C

数值相等，相位相差180°，U

L

=U

C

=QU

S

。

2、电路的品质因数Q

电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即：

Q=U

L （ω

）/ U

S

= U

C

（ω

）/ U

S

=ω

L/R=1/R*

（3）谐振曲线。

电路中电压与

电路和电流第五节

探究串并联电路中电流的规律

0.36A

1.6A

2.4A

0.48A

问题：串联电路中各处的电流大 小有怎样的关系？串联电路的特点： ①只有一条电流路 径；②开关控制整 个电路；③用电器 相互干扰。

1、提出问题： 串联电路中各点的电流之间有什么关系？ 2、猜想或假设：

串联电路中电流处处相等导线若干

3、设计实验： (1)实验器材: 干电池、开关、两个灯泡、电流表、(2)实验电路图:ab

c

(3)实验步骤:

4、进行实验

用电流表分别 测电路各点电流: Ia、Ib、Ic…… 注意：

A2L1 A1 S L2 A3

1. 接线时要注意开关必须处于断开的状态；不 要出现短路现象； 电 2. 电流表要跟被测电路串联； 3. 电流表的接线要正确：不得出现反接； 流 表 4. 电流表的量程要选准；要进行试触； 使 5. 读数时要认清量程和分度值； 用

IbA

5、得出结论：Ic C

B

Ia

串联电路的电流规律:文字表达：串联电路中，电流处处都相等。 数学达式：Ia=Ib=Ic=……

并联电路的特点：

电流有两条以上路径，电流出现分与合；各 支路用电器独立工作、互不影响；干路开关 控制整个电路，支路开关控制所在的支路。

B

Ib

A

Ia

C

Ic

并联电路中 干路的电流与 各支路的

RLC串联谐振电路的实验报告

（1）实验目的：

1.加深对串联谐振电路条件及特性的理解。 2.掌握谐振频率的测量方法。

3.测定RLC串联谐振电路的频率特性曲线。

(2)实验原理：

RLC串联电路如图所示，改变电路参数L、C或电源频率时，都可能使电路发生谐振。 该电路的阻抗是电源角频率ω的函数：Z=R+j(ωL-1/ωC)当ωL-1/ωC=0时，电路中的电流与激励电压同相，电路处于谐振状态。谐振角频率ω0 =1/LC，谐振频率f0=1/2πLC。谐振频率仅与原件L、C的数值有关，而与电阻R和激励电源的角频率ω无关，当ω<ω0时，电路呈容性，阻抗角φ<0；当ω>ω0时，电路呈感性，阻抗角φ>0。

1、电路处于谐振状态时的特性。

（1）、回路阻抗Z0=R,| Z0|为最小值，整个回路相当于一个纯电阻电路。 （2）、回路电流I0的数值最大，I0=US/R。 （3）、电阻上的电压UR的数值最大，UR =US。

（4）、电感上的电压UL与电容上的电压UC数值相等，相位相差180°，UL=UC=QUS。 2、电路的品质因数Q

电路发生谐振时，电感上的电压（或电容上的电压）与激励电压之比称为电路的品质因数Q，即：

Q=UL