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《电路教学课件 作者 王向军 电子课件-按章组织 08第八章：谐振电路.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、在含有电感电容的单口网络中，在正弦信号激励下，当端口电压电流同相位，即电路呈纯电阻性时，就说电路发生了谐振。工作在谐振状态或谐振状态附近的电路称为谐振电路。第8章谐振电路8.1串联谐振电路8.2并联谐振电路一、RLC串联谐振电路8.1串联谐振电路谐振条件：等效阻抗：1、谐振频率：由上式可知,电路的谐振频率仅由回路元件参数L和C决定,而与激励无关,但仅当激励源的频率等于电路的谐振频率时,电路才发生谐振现象。谐振反映了电路的固有性质。谐振频率谐振角频率2、谐振参量（1）特性阻抗：电路谐振时的感抗与容抗。即（2）品质因数：在正弦稳态条件下,谐振电路储能的最大值与其在一个
2、周期内所消耗能量之比的2π倍,即在工程中,通常用电路的特性阻抗ρ与回路的电阻r的比值来表征谐振电路的性质,此比值称为串联谐振电路的品质因数,用Q表示,即3、谐振特点（1）阻抗为纯阻性,且等于r,阻抗模最小。（2）回路电流此时，与同相,并且I0达到最大值。可见,谐振时,电感电压和电容电压的模值相等,均为激励电压的Q倍,即UL0=UC0=QUS,但相位相反,故相互抵消。（3）谐振时,各元件电压分别为：LC串联部分相当于短路。若Q>>1,则UL0=UC0>>US=Ur0，这种串联电路的谐振称为电压谐振。电子和通信工程中,常用串联谐振电路来放大电压信号。电力工程中则需避
3、免发生谐振，以免因过高电压损坏电气设备。二、频率特性定义：对于动态电路,由于容抗和感抗都是频率的函数,因此,不同频率的正弦激励作用于电路时,即使其振幅和初相相同,响应的振幅和初相都将随之而变。这种电路响应随激励频率而变化的特性称为电路的频率特性或频率响应。rjL+_幅频特性相频特性1、rLC串联阻抗频率特性rLC串联谐振电路的阻抗频率特性曲线X()
4、Z()
5、XL()-XC()r0Z()O阻抗幅频特性阻抗相频特性()0O–/2/22、电流频率特性曲线回路中电流与外加电压的比值随频率变化的关系曲线称为电流频率特性曲线。令同时其幅频和相频特性
6、分别为：可得：电路的电流频率响应为其幅频和相频的特性曲线为：由上图可见,谐振电路对频率具有选择性,其Q值越高,幅频曲线越尖锐,电路对偏离谐振频率的信号的抑制能力越强,电路的选择性越好。三、通频带其中：f1和f2为通频带的边界频率，其中f1为下截止频率，f2称为上截止频率。为了衡量电路传输一定频宽的实际信号的能力，习惯上定义当时，或此时所对应的频率范围称为电路的通频带，用B表示，即可得：即：结论：通频带与回路的品质因素Q成反比，Q愈高，谐振曲线愈尖锐，回路的选择性愈好，但通频带愈窄。所以可得电路的通频带与谐振频率、品质因数之间的重要关系式为：例6－7电路如图6－18
7、所示。已知求:(l)频率为何值时，电路发生谐振。(2)电路谐振时,UL和UC为何值。解：(l)电压源的角频率应为(2)电路的品质因数为则：8.2GLC并联谐振电路等效导纳:1、谐振角频率ω0和频率f0分别为一、并联谐振电路(1)特性阻抗2、谐振参数(2)品质因数上式表示GLC并联谐振电路的品质因数等于谐振时感纳或容纳与电导之比。3、谐振特点（1）谐振导纳为最小值,且为电阻性。而谐振阻抗为最大值,且为电阻性。（2）谐振时,回路的端电压达到最大值（3）各支路电流分别为由上式可见，谐振时电导电流与电流源电流相等。电感电流与电容电流之和为零。电感电流或电容电流的幅度为电
8、流源电流或电阻电流的Q倍，即并联谐振又称为电流谐振。LC支路相当于开路。举例：例1电路如图所示。已知电源电压内阻Ri=200KΩ，并联谐振电路中。若已知并联电路发生谐振，试G两端的电压及电路的品质因数。求谐振频率，解：电路谐振时，谐振频率为谐振阻抗为电阻R两端的电压为电路的品质因数为二、实用的并联谐振电路谐振时，即CLR当电路发生谐振时，电路相当于一个电阻：CLR其中：C不变GeCLe等效电路：可得：近似等效电路：CLR当线圈Q值很高时，即：时，上式可近似为：GeCL近似等效电路：其中，L、C不变，工作在谐振附近时GeCLCLRL、C不变,(1)谐振参量+_(2)
9、谐振时,回路的端电压(3)各支路电流RL思考:并联电阻RL后品质因数如何计算?Q例2下图是某放大器的简化电路,其中电源电压US=12V,内阻RS=60KΩ；并联谐振电路的L=54μH,C=90pF，r=9Ω；电路的负载是阻容并联电路,其中RL=60KΩ，CL=10pF。如整个电路已对电源频率谐振,求谐振频率f0、RL两端的电压和整个电路的有载品质因数QL及通频带B。解：将电路等效如图所示。对于任意含有电抗元件的一端口电路,在一定的条件下,若其端口电压与电流同相（这时电路呈电阻性,阻抗的虚部为零或导纳的虚部为零）,则称此一端口电路发生谐振,此时相应的激励频率称为谐振
10、频率。如果
