rlc串、并聯(lián)諧振回路的基本特性

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1、RLC串、并聯(lián)諧振回路的基本特性老師網(wǎng)www.laoshi5.com?時(shí)間:2008-09-2215:57:24??LC串并聯(lián)諧振回路特性實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、掌握LC振蕩回路的諧振原理。2、掌握LC串并聯(lián)諧振回路的諧振特性。3、掌握LC串并聯(lián)諧振回路的選頻特性。二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容測量LC串并聯(lián)諧振回路的電壓增益和通頻帶，判斷選擇性優(yōu)劣。三、實(shí)驗(yàn)儀器1、掃頻儀一臺2、20MHz模擬示波器一臺3、數(shù)字萬用表一塊4、調(diào)試工具一套四、實(shí)驗(yàn)原理（一）基本原理在高頻電子線路中，用選頻網(wǎng)絡(luò)選出我們所需的頻率和濾除不需要的頻率成分。通常，在高

2、頻電子線路中應(yīng)用的選頻網(wǎng)絡(luò)分為兩類。第一類是由電感和電容元件組成的振蕩回路（也稱諧振回路），它又可以分為單振蕩回路以及耦合振蕩回路；第二類是各種濾波器，如LC濾波器，石英晶體濾波器、陶瓷濾波器和聲表面濾波器等。本實(shí)驗(yàn)主要介紹第一類振蕩回路。1、串聯(lián)諧振回路信號源與電容和電感串聯(lián)，就構(gòu)成串聯(lián)振蕩回路。電感的感抗值（wL）隨信號頻率的升高而增大，電容的容抗值（wC1）則隨信號頻率的升高而減小。與感抗或容抗的變化規(guī)律不同，串聯(lián)振蕩回路的阻抗在某一特定頻率上具有最小值，而偏離特定頻率時(shí)的阻抗將迅速增大，單振蕩回路的這種特性為諧振

3、特性，這特定的頻率稱為諧振頻率。圖2-1所示為電感L、電容C和外加電壓Vs組成的串聯(lián)諧振回路。圖中R通常是電感線圈損耗的等效電阻，電容損耗很小，一般可以忽略。圖2-1串聯(lián)振蕩回路保持電路參數(shù)R、L、C值不變，改變外加電壓Vs的頻率，或保持Vs的頻率不變，而改變L或C的數(shù)值，都能使電路發(fā)生諧振（回路中的電流的幅度達(dá)到最大值）。在某一特定角頻率w0時(shí)，若回路電抗?jié)M足如下條件：?????（2-1）則電流為最大值，回路發(fā)生諧振。上式稱為串聯(lián)諧振回路的諧振條件?；芈钒l(fā)生串聯(lián)諧振的角頻率w0和頻率f0分別為：????????????

4、???（2-2）將式（2-2）代入式（2-1）得（2-3）我們把諧振時(shí)的回路感抗值（或容抗值）與回路電阻R的比值稱為回路的品質(zhì)因數(shù)，以Q表示，簡稱Q值，則得（2-4）若考慮信號源內(nèi)阻Rs和負(fù)載RL后，串聯(lián)回路的電路如圖2-2所示。由于Rs和RL的接入使回路Q值下降，串聯(lián)回路諧振時(shí)的等效品質(zhì)因數(shù)QL為圖2-3為串聯(lián)振蕩回路的諧振曲線，由圖可見，回路的Q值越高，諧振曲線越尖銳，對外加電壓的選頻作用愈顯著，回路的選擇性就愈好。因此，Q值的大小可說明回路選擇性的好壞。當(dāng)回路的外加信號電壓的幅值保持不變，頻率改變?yōu)閣=w1或2w=

5、w時(shí)，此時(shí)回路電流等于諧振值的倍，如圖2-4所示。w2?w1稱為回路的通頻帶，其絕對值為（2-5）式中w1和w2為通頻帶的邊界角頻率。在通頻帶的邊界角頻率w1和w2上，。這時(shí)，回路所損耗的功率為諧振時(shí)的一半，所以這兩個(gè)特定的邊界頻率又稱為半功率點(diǎn)。2、并聯(lián)諧振回路串聯(lián)諧振回路適用于信號源內(nèi)阻等于零或很小的情況（恨壓源），如果信號源內(nèi)阻很大，采用串聯(lián)諧振回路將嚴(yán)重降低回路的品質(zhì)因數(shù)，使串聯(lián)諧振回路的選擇性顯著變壞（通頻帶過寬）。在這種情況下，宜采用并聯(lián)諧振回路。并聯(lián)諧振回路是指電感線圈L、電容器C與外加信號源相互并聯(lián)的振蕩

6、電路，如圖2-5所示。由于電容器的損耗很小，可以認(rèn)為損耗電阻集中在電感之路中。圖2-5并聯(lián)振蕩回路并聯(lián)振蕩回路兩端間的阻抗為：?????（2-6）在實(shí)際應(yīng)用中通常滿足wl〉〉R的條件，因此（2-7）并聯(lián)諧振回路的導(dǎo)納Y=1/Z，由式（2-7）得（2-8）式中，G=CR/L為電導(dǎo)，B=（wC-1/wL）為電納。因此，并聯(lián)振蕩回路電壓的幅值為（2-9）由式2-9可見，當(dāng)回路導(dǎo)納B=0時(shí)???，回路電壓V0與電流Is同相。我們把并聯(lián)振蕩回路的這種狀態(tài)叫做并聯(lián)回路對外加信號源頻率發(fā)生并聯(lián)諧振。由并聯(lián)振蕩回路導(dǎo)納的并聯(lián)諧振條件，可

7、以導(dǎo)出并聯(lián)回路角頻率pw和諧振頻率pf分別為：（2-10）同樣的若考慮信號源內(nèi)阻Rs和負(fù)載RL后回路Q值下降。和串聯(lián)回路一樣，Qp愈高，諧振曲線愈尖銳，回路的選擇性愈好，但通頻帶愈窄。高頻電子線路實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書五、實(shí)驗(yàn)步驟參考實(shí)驗(yàn)箱附帶的接收模塊上印刷的原理圖G2。1、在主箱上正確插好接收模塊，按照電路原理圖G2，正確連接電路電源線，＋12V孔接+12V，＋5V孔接＋5V，GND接GND（從電源部分+12V和＋5V插孔用連接線接入），接上電源通電，并撥動開關(guān)K1(若正確連接了,擴(kuò)展板上的電源指示燈將會亮)。2、將跳線JA1連

8、接好，JAB斷開，組成LC串聯(lián)回路，輸入頻率為10.7MHz的高頻信號（參考高頻信號源的使用），觀察電路起振情況，記錄輸入、輸出電壓值。3、電壓增益AV0可以由示波器直接測量。方法如下：用示波器測輸入信號的峰峰值，記為Ui。測輸出信號的峰峰值記為Uo。則小信號放大的電壓放大倍數(shù)為Uo/Ui。同學(xué)們也可以換用掃頻儀測試