LC自由諧振過程
發(fā)布時間:2012/1/5 9:41:10 訪問次數(shù):3057
在放大器電路和其他形式的信號處理電路中,大量使用LC并聯(lián)諧振電路和LC串聯(lián)諧振電路。
表9-1是LC諧振電路的應(yīng)用說明。
1.LC自由諧振全過程
圖9-1所示是LC自由諧振電路。電路中的Ll是電感器.Cl是電容器,Ll和Cl構(gòu)成一個并聯(lián)電路。
(1) LC諧振的鐘擺等效理解方法。LC電路的諧振過程由于看不見摸不著,所以理解起來相當(dāng)?shù)牟环奖悖瑸榇丝梢杂苗姅[的左右擺動來說明,如圖9-2所示。
在給鐘擺一個初始能量后,擺就會左右擺動起來,如果不給鐘擺電力或彈簧的機械力,鐘擺會在擺動過程中擺幅越來越小,直至停止擺動。若給LC自由諧振電路一個初始能量,該電路便會發(fā)生自由諧振,這一自由諧振過程如同沒有動力的鐘擺一樣,振蕩將逐漸衰減至零。
(2) LC諧振的電.磁轉(zhuǎn)換過程。圖9-3所示是LC諧振的電.磁轉(zhuǎn)換過程示意圖,LC諧振電路的基本諧振過程是:設(shè)一開始電容Cl中已經(jīng)充有電能,這時電容Cl中的電能對線圈Ll放電,這一過程是電容Cl中的電能轉(zhuǎn)換成線圈Ll中磁能的過程,電容Cl放電結(jié)束時,能量全部以磁能的形式儲存在線圈Ll中。
(3) LC諧振的磁,電轉(zhuǎn)換過程。圖9-4所示是LC諧振的磁,電轉(zhuǎn)換過程示意圖,電容Cl放電完畢之后,線圈Ll中的磁能又以線圈兩端自感電動勢產(chǎn)生電流的方式,開始對電容Cl進(jìn)行充電,這一充電過程是線圈Ll中磁能轉(zhuǎn)換成電容Cl申電能的過程。
電容C1充電完畢之后,電容Cl兩端的電壓再度對線圈L1進(jìn)行放電,開始又一輪新的振蕩、能量轉(zhuǎn)換過程。
(4) LC諧振的正弦振蕩。如果電路中的電感Ll和電容Cl不存在能量損耗,則諧振回路的振蕩電流將是等幅的,為正弦波形,如圖9-5所示。
(5) LC諧振的衰減振蕩與等幅振蕩。線圈Ll存在著直流電阻和其他一些因素,對電能是有損耗的,電容Cl也存在損耗,這就導(dǎo)致諧振回路的電流不是等幅的,而是逐漸衰減的,如圖9-6所示。
2.LC諧振振蕩頻率
LC諧振過程中,電容C1不斷重復(fù)地充電、放電, 820-068C 它有一個周期,稱為振蕩周期,也可以 用振蕩頻率來描述。
在LC自由諧振電路中,振蕩過程中的諧振頻率即為fo,改變Ll或Cl的標(biāo)稱值,就能改變振蕩頻率fo。無論是LC并聯(lián)諧振電路還是LC串聯(lián)諧振電路,其諧振頻率的計算公式都是相同的
諧振頻率與電感Ll和電容Cl的大小有關(guān),在Ll和Cl的大小確定后,諧振頻率就確定了,所以該諧振頻率又稱為固有頻率或自然頻率。
對于一個特定參數(shù)的LC諧振電路,電感器Ll和電容器Cl的大小確定后,就有一個確定不變的諧振頻率fo,fo與電感Ll和電容Cl的大小有關(guān),由下式?jīng)Q定 fo=1/2πL1C1
式中:L1是電感量,單位是亨(H);C1是電容量,單位是法(F);fo是諧振頻率,單位是赫(Hz)。
在放大器電路和其他形式的信號處理電路中,大量使用LC并聯(lián)諧振電路和LC串聯(lián)諧振電路。
表9-1是LC諧振電路的應(yīng)用說明。
1.LC自由諧振全過程
圖9-1所示是LC自由諧振電路。電路中的Ll是電感器.Cl是電容器,Ll和Cl構(gòu)成一個并聯(lián)電路。
(1) LC諧振的鐘擺等效理解方法。LC電路的諧振過程由于看不見摸不著,所以理解起來相當(dāng)?shù)牟环奖,為此可以用鐘擺的左右擺動來說明,如圖9-2所示。
在給鐘擺一個初始能量后,擺就會左右擺動起來,如果不給鐘擺電力或彈簧的機械力,鐘擺會在擺動過程中擺幅越來越小,直至停止擺動。若給LC自由諧振電路一個初始能量,該電路便會發(fā)生自由諧振,這一自由諧振過程如同沒有動力的鐘擺一樣,振蕩將逐漸衰減至零。
(2) LC諧振的電.磁轉(zhuǎn)換過程。圖9-3所示是LC諧振的電.磁轉(zhuǎn)換過程示意圖,LC諧振電路的基本諧振過程是:設(shè)一開始電容Cl中已經(jīng)充有電能,這時電容Cl中的電能對線圈Ll放電,這一過程是電容Cl中的電能轉(zhuǎn)換成線圈Ll中磁能的過程,電容Cl放電結(jié)束時,能量全部以磁能的形式儲存在線圈Ll中。
(3) LC諧振的磁,電轉(zhuǎn)換過程。圖9-4所示是LC諧振的磁,電轉(zhuǎn)換過程示意圖,電容Cl放電完畢之后,線圈Ll中的磁能又以線圈兩端自感電動勢產(chǎn)生電流的方式,開始對電容Cl進(jìn)行充電,這一充電過程是線圈Ll中磁能轉(zhuǎn)換成電容Cl申電能的過程。
電容C1充電完畢之后,電容Cl兩端的電壓再度對線圈L1進(jìn)行放電,開始又一輪新的振蕩、能量轉(zhuǎn)換過程。
(4) LC諧振的正弦振蕩。如果電路中的電感Ll和電容Cl不存在能量損耗,則諧振回路的振蕩電流將是等幅的,為正弦波形,如圖9-5所示。
(5) LC諧振的衰減振蕩與等幅振蕩。線圈Ll存在著直流電阻和其他一些因素,對電能是有損耗的,電容Cl也存在損耗,這就導(dǎo)致諧振回路的電流不是等幅的,而是逐漸衰減的,如圖9-6所示。
2.LC諧振振蕩頻率
LC諧振過程中,電容C1不斷重復(fù)地充電、放電, 820-068C 它有一個周期,稱為振蕩周期,也可以 用振蕩頻率來描述。
在LC自由諧振電路中,振蕩過程中的諧振頻率即為fo,改變Ll或Cl的標(biāo)稱值,就能改變振蕩頻率fo。無論是LC并聯(lián)諧振電路還是LC串聯(lián)諧振電路,其諧振頻率的計算公式都是相同的
諧振頻率與電感Ll和電容Cl的大小有關(guān),在Ll和Cl的大小確定后,諧振頻率就確定了,所以該諧振頻率又稱為固有頻率或自然頻率。
對于一個特定參數(shù)的LC諧振電路,電感器Ll和電容器Cl的大小確定后,就有一個確定不變的諧振頻率fo,fo與電感Ll和電容Cl的大小有關(guān),由下式?jīng)Q定 fo=1/2πL1C1
式中:L1是電感量,單位是亨(H);C1是電容量,單位是法(F);fo是諧振頻率,單位是赫(Hz)。
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