滤波LC电路结构形式和特征分析

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滤波LC电路结构形式和特征分析

不一样的每一天 发表于 2020-11-21 12:15:09

1.了解LC电路的结构形式

由电容器和电感器组成的串联或并联电路中,感抗和容抗相等时,电路成为谐振状态。感抗和容抗相等时对应的频率值称为谐振频率,下图所示曲线。在接收广播电视信号或无线通信信号时,使接收电路的频率与所选择的广播电视台或无线电台发射的信号频率相同就叫做调谐。

感抗和容抗线曲图

调谐就是通过调整电容器的容抗将谐振频率调节到想得到的频率值,也就是将接收频率调整到与电台发射频率相同,这样就可以欣赏或收听所选频道的节目了。

LC谐振电路分为LC串联谐振电路和LC并联谐振电路两种,下图为这两种电路的结构形式。

LC串并联结构

2.LC电路的特征

A:下图为LC串联谐振电路的结构及电容器电感器中电流和频率的关系曲线。在串联谐振电路中,当信号接近特定的频率时,电路中电流达到最大,电感器L和电容器C上的电压也达到最大,这个频率称为谐振频率。

串联电路电流和频率关系图

下图为不同频率信号通过LC串联电路的条件示意图。当输入信号经过LC串联电路时,根据电感器和电容器的特性,信号频率越高电感器的阻抗越大,而电容器的阻抗则越小,阻抗大则对信号的衰减大,频率较高的信号通过电感会衰减很大,而直流信号则无法通过电容器。当输入信号的频率等于LC谐振的频率时,LC串联电路的阻抗最小。此频率的信号很容易通过电容器和电感器输出。此时LC串联谐振电路起到选频的作用。

不同频率通过LC串联电路示意图

B:LC并联谐振电路的特点

下图为LC并联谐振电路的结构及电路中电流与频率关系曲线。在并联谐振电路中,如果线圈上的电流与电容器上的电流相等,则电路就达到了并联谐振状态。并联谐振电路中电波的负载很大,不能认为是短路状态,电路中的信号能量也是全部消耗在电阻上。电路中,除了LC并联部分以外,其他部分的阻抗变化几乎对能量消耗没有影响。因此这种电路的稳定性好,比串联谐振电路应用得更多。

LC并联电路电流和频率关系图

下图为不同频率信号通过LC并联谐振电路的条件示意图。当输入信号经过LC谐振电路时,同样根据电感器通直流隔交流,电容器通交流隔直流的特性,交流信号可以从电路的电容器通过,而直流信号则通过电感器到达输出端。由于LC回路在谐振频率f0处阻抗最大,信号既无法通过电容器,也无法通过电感器而被阻止。

不同频率通过LC并联电路示意图


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