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谐振选择性与通频带

2022/07/16123 作者:佚名
导读:1.选择性 谐振电路的选择性就是选择有用的电信号的能力。如图9-1-6所示,当R,L,C串联电路中接入许多不同频率的电压信号时,今如调节电路的固有谐振频率 ω0(在此是调节电容C),就能使我们所需要的频率信号(例如ω2)与电路达到谐振,即使ω0=ω2,从而电路中的 电流达到最大值(谐振电流),当电路的Q值很高时,从C两端(或L两端)输出的电压UC(或UL)也就最大;而我们不需要的电信号(例如ω1和

1.选择性

谐振电路的选择性就是选择有用的电信号的能力。如图9-1-6所示,当R,L,C串联电路中接入许多不同频率的电压信号时,今如调节电路的固有谐振频率 ω0(在此是调节电容C),就能使我们所需要的频率信号(例如ω2)与电路达到谐振,即使ω02,从而电路中的 电流达到最大值(谐振电流),当电路的Q值很高时,从C两端(或L两端)输出的电压UC(或UL)也就最大;而我们不需要的电信号(例如ω1和ω3的电压)在电路中产生的电流很小,其输出电压当然也小。这就达到了选择有用电信号ω2的目的。显然,电路的Q值越高,频率特性就越尖锐,因而选择性也就越好。

2.通频带

(1)定义:当电源的ω(或f)变化时,使电流 (或使 )的频率范围称为电路的通频带,如图9-1-7所示。通频带用Δω或Δf表示,即

ω=ω21

或 f=f2-f1

(2) 计算公式

可见,Δω(或Δf)与Q值成反比,亦即与选择性相矛盾。

定义相对通频带为

Δω/ω0=Δf/f0=1/Q

(3)半功率点频率

我们称f1(或ω1)为下边界频率,f2(或ω2)为上边界频率。由于谐振时电路中消耗的功率为P0=I02R,而在f1和f2时,电路中消耗的功率 。可见在上,下边界频率f1和f2处,电路中消耗的功率是等于P0的一半,故又称上,下边界频率为半功率点频率。

在正弦激励下对于同时含有L和C的一段无源电路,如果它的入端电压和入端电流同相位,则称这样一种特定的电路工作状态为谐振。

通常把电压超前电流的正弦交流电路称为感性电路,这时电路吸收的无功功率反映了外电源和电路之间磁场能量交换的速率。反之,如果电压滞后电流则无功功率反映的是外电源和电路之间电场能量交换的速率,电路呈容性。在谐振状态下,电压与电流同相位,无功功率为零,表明电路和外电源之间没有电场能或磁场能的交换。当然,这并不是说电路中不含电场能或磁场能,只是表明,在揩振时,电路L中的磁场能和C中的电场能恰好自成系统,在电路内部进行交换。

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