教学课件PPT串联谐振电路.ppt
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1、第二章 谐振电路,射频识别(RFID)要解决不同物体之间的无线通信问题,就要用到本章所学的知识谐振电路。,谐振电路,谐振电路有很多种应用,可以在滤波器、振荡器和匹配电路中使用,其功能是有选择性的让一部分频率的源信号通过,同时衰减通带外的信号。当频率不高时,谐振电路由集总参数元件组成,但是当频率达到微波波段时,谐振电路通常由各种形式的传输线实现。本章将对谐振电路做一个简述,讨论串联谐振电路,并联谐振电路以及传输线谐振电路的构成、产生条件和一些特性参数。,主要内容,2.1 串联谐振电路2.2 并联谐振电路2.3 传输线谐振电路概述2.4 本章小结,无论是串联谐振电路还是并联谐振电路,一般情况都是由
2、电阻R、电感L、电容C、的信号源组成,所以谐振一般是在RLC组合电路的情况下分析的。谐振现象:在含有电阻、电感和电容的交流电路中,电路两端电压与其电流一般是不同相的,若调节电路参数或电源频率使电流与电 源电压同相,电路呈电阻性,称这时电路的工作状态为谐振。谐振:是正弦电路在特定条件下所产生的一种特殊物理现象,谐振现象在无线电和电工技术中得到广泛应用,对电路中谐振现象的研究有重要的实际意义。,谐振,串联谐振:在串联电路中发生的谐振。,并联谐振:在并联电路中发生的谐振。,含有R、L、C的一端口电路,在特定条件下出现端口电压、电流同相位的现象时,称电路发生了谐振。阻抗:在具有电阻、电感和电容的电路里
3、,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。阻抗的单位是欧。,1.谐振的定义,发生谐振,2.1 串联谐振电路,2、串联谐振的条件:,谐振角频率(resonant angular frequency),谐振频率(resonant frequency),谐振条件,仅与电路参数有关,2.1 串联谐振电路,感抗=容抗,串联电路实现谐振的方式:,(1)L C 不变,改变 w。,(2)电源频率不变,改变 L 或 C(常改变C)。,0由电路本身的参数决定,一个 R L C 串联电路只能有一个对应的0,当外加频率等于谐振频率时,电路发生谐振。,2.1
4、串联谐振电路,2.1 串联谐振电路,3、RLC串联电路谐振的特点,入端阻抗 Z 为纯电阻,即Z=R。电路中阻抗值|Z|最小。,电流I 达到最大值 I0=U/R(U一定)。,(2)LC上的电压大小相等,相位相反,串联总电压为零,也称电压谐振,即,2.1 串联谐振电路,(3)电源电压一定时,电流最大。因为谐振时总阻抗值最小。,4.谐振时电路中的能量变化,电路向电源吸收的Q=0,谐振时电路能量交换在电路内部的电场与磁场间进行。电源只向R提供能量。,2.1 串联谐振电路,由阻抗公式看出,X是角频率的函数。,电抗随频率的变化过程:频率较低时,很高但 很低,电路呈容性;随着频率增加,逐渐减小而 逐渐增大,
5、直到二者的值为相等,即=,这时两个电抗相互抵消,电路表现为纯电阻性,此状态就是串联谐振;频率进一步增加,变得比 大时,电路呈感性。,2.1 串联谐振电路,可得出以下结论:(1)谐振频率只取决于电路参数L、C,它是电路本身固有的、表示其特性的一个重要参数,称为电路的固有谐振频率。(2)若电路参数L、C一定,则只有当信号源的频率等于电路的固有频率时,电路才会谐振。(3)若信号源的频率一定,可通过改变电路的L或C,或同时改变 L和C 使电路对信号源谐振。(4)收音机选台是通过调节收音机的可变电容器的电容C,使得电路对电台频率发生谐振。,2.1.2 串联谐振电路的谐振特性,谐振特性两个重要的物理量:1
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