LC谐振电路_lc串联谐振「建议收藏」

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根据在电路中电感器L和电容C的连接方式不同，可以有两种LC谐振电路，LC并联谐振电路和LC串联谐振电路。

LC并联、串联谐振电路在应用中的变化较多，是电路中分析的一个难点，只有掌握LC并联、串联电路的阻抗特性等基本概念，才能正确方便地理解含有LC并联、串联谐振电路的各种不同电路的工作原理。

一：LC谐振的工作过程

LC振荡电路中，电路中的L1电感，C1是电容，这样L1和C1就构成了并联谐振电路。LC谐振的工作过程理解起来比较困难，我们可以利用钟摆的左右运动来说明。

当给钟摆一个初始运动能量后，就会左右摆动起来，如果不给钟摆电力或者机械力，钟摆就会在摆动的过程中，摆动幅度越来越小，最后逐渐停下来。这和LC谐振电路一样，当给一个初始能量，电路就会发生谐振，这一谐振的过程就跟钟摆一样在没有动力的支持下，振荡将逐渐衰减至零。

 　　　　LC谐振电路的基本谐振过程1（电–磁的转换过程）

假设一开始电容C1上已经充有电能，然后电容C1中的电能对线圈L1放电，这时电容C1中的电能转换成线圈L1中磁能的过程，电容C1放电结束时，能量全部以磁能的形式成储存在线圈L1中。

 　　LC谐振电路的基本谐振过程2（磁–电的转换过程）

在电容C1放完电之后，线圈中的磁能又以线圈两端产生自感电动势以电流的形式，开始对电容C1进行充电，这一充电过程是线圈L1中磁能转换成电容C1中的能量。

电容C1充完电之后，电容C1两端的电压再度对线圈L1放电，又开始新一轮的振荡、能量转换过程。

如果电路中的电感L1和电容C1不存在能量损耗，则振荡回路的振荡电流将是等幅的，为正弦波。一直振荡下去。

但线圈L1存在着直流电阻，存在电能的损耗，电容C1也存在损耗，这就导致谐振回路的电流不是等幅的，而是逐渐衰减的过程。

在LC谐振电路中，振荡过程中的谐振频率为f。，改变L1和C1的容量值，就能改变振荡的频率f。，无论LC是并联谐振电路还是LC串联谐振电路，其谐振频率的计算公式是相同的。

二：LC并联谐振电路的阻抗特性

LC并联谐振电路的阻抗可以等效成一个电阻，这是一个特殊电阻，它的阻值大小是随频率高低变化而变化的。这种等效可以方便对电路的工作原理的理解。

从下面的LC并联谐振电路的阻抗特性曲线。X轴方向为LC并联电路的输入信号频率，y轴方向为该电路的阻抗。从下图中可以看出，这一阻抗特性谐振频率f。为中心轴，左右对称。

三：对于LC并联谐振电路的阻抗分析

1、 输入信号频率等于谐振频率f。时，LC并联电路发生谐振，此时谐振的电路的阻抗达到最大，并为纯阻性，即相当于一个阻值很大的电阻。

2、 当输入信号的频率高于谐振频率f。后，LC谐振电路处于失谐状态，电路的阻抗下降（比电路谐振时的阻抗有所减小），而且信号频率越是高于谐振频率，LC并联谐振电路的阻抗越小，此时电路阻抗呈现容性。当输入信号频率高于谐振频率后，LC并联谐振电路可以等效成一只电容，可以这么去理解：在LC并联谐振电路中，当输入信号频率升高后，电容C1的容抗在减小，而电感L1的感抗在增大，容抗和感抗是并联的，根据并联特性，并联电路起到主要作用的是阻抗小的一个，所以当输入信号频率高于谐振频率之后，这一并联谐振电路中的电容C1的容抗小，起到主要作用，整个电路相当于一个电容。

3、 输入信号频率低于谐振频率f。后，LC并联谐振电路也处于失谐状态，谐振电路的阻抗也减小，而且是信号频率越低于谐振频率，电路的阻抗越小。当信号频率低于谐振频率时，LC并联谐振电路的阻抗呈现感性，电路等效成一只电感，可以这样理解：由于信号频率低，电感L1的感抗减小，而电容C1的容抗增大，感抗和容抗是并联的，L1和C1并联后电路中起到主要作用的是电感而不是电容，所以这时LC并联谐振电路等效成一只电感。

LC并联谐振电路谐振时电路总电流最小

在输入信号的频率等于电路的谐振频率f。时，电路发生并联谐振，此时电路的阻抗为最大，所以频率为f。的信号流过LC并联谐振电路的电流最小。

在LC并联谐振电路发生谐振时，由于流过电容C1上的信号电流与流过电感L1上的信号电流相位相反，所以这两个信号电流之和为零，电容C1中的电流和电感L1中的电流不流过信号源电路。

四：LC串联谐振电路的阻抗特性

 　　　　　　　　　　　　LC串联谐振电路阻抗特性曲线。

五：对于LC串联谐振电路的阻抗分析

1．谐振时阻抗特性理解方法LC串联谐振电路工作原理分析需要分成三个频点、频段进行，即谐振时、输入信号频率高于谐振频率和输入信号频率低于谐振频率。

当输入信号频率等于谐振频率时，电路发生谐振，LC串联谐振电路的阻抗处于最小状态，且可等效一只纯电阻，此时流过整个谐振电路的信号电流最大。电路中分析中，这一点最为重要。

2．电路失谐时阻抗特性理解方法当输入信号频率高于或低于谐振频率时，LC串联电路处于失谐状态，电路阻抗都比谐振时大。

如上图所示是LC串联谐振电路工作在高于谐振频率段时的等效电路示意图。由于频率高于谐振频率，Cl的容抗较小，L1的感抗较大，根据串联电路特性可知，感抗在串联电路中起主要作用，所以整个LC串联谐振电路等效成一个电感。

 如上图所示是LC串联谐振电路工作在低于谐振频率段时的等效电路示意图。由于频率低于谐振频率，L1的感抗较小，C1的容抗较大，容抗在串联电路中起主要作用，所以整个LC串联谐振电路等效成一个电容。

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