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谐振电路的带宽
2021-12-03

华天电力专业生产变频串联谐振耐压试验装置,下面为大家介绍谐振电路的带宽。


谐振电路的一个重要特性是其带宽。带宽定义为调谐电路通过或拒绝的频率范围的大小。为了帮助进一步了解带宽,让我们考虑一下无线电。当您打开收音机并尝试选择一个电台时,您所做的是利用收音机中调谐电路的带宽特性来选择您的特定电台。调谐电路的另一个名称是谐振电路。谐振电路具有特定的频率和带宽,我们将其用于无线电接收器。


变频串联谐振耐压试验装置

谐振可以在包含三个电气特性的串联或并联电路中获得:电阻、电感和电容。下面的谐振电路由电阻器、电感器和电容器与电流表和电压源串联组成。由交流符号表示的电压源在频率上也是可变的。最常见的是,我们使用一种特定的交流电压:120 伏 60 赫兹,但在这种情况下,我们对可变频率非常感兴趣,因此它可能是 60 赫兹以外的某个值。

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串联谐振电路


电路中的电流可以用仪表测量,或者,我们可以使用欧姆定律的形式计算电流,即 – 电流(I)等于施加的电压(E)除以阻抗或电路中的总阻力(Z ),即电流 = 电压/阻抗, I = E/Z 。串联谐振电路为特定频率的电流提供低阻抗。当施加电压的频率被调节以产生最大电流而电压的幅度保持恒定时,该电路被称为谐振。这个电压和电流的频率称为谐振频率 ,并被定义为给定系统或物体以最大幅度响应的频率。


阻抗


在串联 RLC 网络中,阻抗由以下等式定义:  


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这考虑了电阻的对立(电阻 R)、电感的对立(感抗或X L)和电容器的对立(容抗或X C)。如下图所示,交流电路的阻抗随频率而变化。感抗与频率成正比,如果应用于电路的频率增加,则X L会增加。另一方面,容抗与频率成反比,因此,随着频率的增加X C的值减少。频率和电抗之间的关系由以下等式表示:


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 串联谐振电路:阻抗与频率


在较低频率下,大部分反抗是X C或容抗,而在较高频率下,反抗主要是X L或感抗。在谐振频率 (f r )感性和容性电抗相互抵消,只留下抵抗电流流动的电阻。当电路具有相等的感抗和容抗值时,它往往会拒绝频率与谐振频率不同的信号。换句话说,它将拒绝高于或低于产生共振频率的信号。因此,在谐振电路中,某些信号被选择通过,而其他信号被拒绝或阻塞,该信号被称为频率带宽。


带宽

下面的电流与频率的响应曲线表明,电流在谐振频率 (f r ) 下达到最大值或 100% 。谐振电路的带宽 (BW)定义为电流等于或大于其谐振值 70.7% 时低于和高于谐振频率的总周期数。曲线中位于最大电流 0.707 处的两个频率称为频带或半功率频率。这些频率在曲线上标识为 f1 和 f2,并且通常称为谐振电路的临界频率或截止频率。


 

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串联谐振电路的带宽


谐振频率可以通过以下等式从临界频率确定:


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带宽可以用数学表示为:


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用于计算带宽的其他公式是: 


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其中t他Q因子是由字母表示的谐振电路的质量的度量Q。Q 因子使用以下公式计算:


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回想一下无线电的例子,当我们调到一个无线电台时,我们所做的是调整电路的谐振频率,以匹配来自无线电台的载波信号的频率。与此同时,我们正在将带宽与来自广播电台的载波信号上的音乐和音频相匹配。


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