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谐振电路的品质因数和带宽
2020-11-30

谐振电路的品质因数(Q)表征其品质,该指示符的较高值对应于较窄的带宽(这对于许多方案而言是非常需要的),简而言之,Q因子是存储在电路电抗中的能量与该电路的有源电阻所消耗的能量之比:


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该公式适用于串联谐振电路以及并联谐振电路(如果其中的电阻与电感器串联连接),确实,在实际电路中,我们经常担心电感的电阻,这会限制Q因子,注意:有些教科书在“ Q”公式中将X和R互换用于并联谐振电路,这对于与C和L并联的大R来说是正确的,我们的公式对于与L串联的小R是正确的。


Q因子的实际应用是串联谐振电路中L或C两端的电压是总施加电压的Q倍,在并联谐振电路中,流经L或C的电流是总施加电流的Q倍。


串联谐振电路


串联LC电路的谐振表示为该电路的总阻抗最小,等于有源电阻(其值相对较小),而电流最大,用于谐振的条件是相等的电感性和电容性电抗X大号= X Ç,当发电机的频率大于环路的频率时,电感电抗会胜过电容性电抗,并且电路代表发电机的电感电阻,如果发电机的频率小于电路的频率,则电容性电阻大于电感性的电阻,并且发电机的电路为电容性电阻。


串联谐振


谐振电流最大,阻抗最小,电流的大小取决于电阻的大小,高于或低于谐振频率,阻抗会增加。


谐振电流的峰值可以通过调节串联电阻的值来改变,从而改变Q因子,所有这些值都会对带宽产生影响,低阻抗高Q电路比高阻抗低Q电路具有更窄的带宽,电路带宽对其谐振频率和品质因数的依赖性由以下简单公式确定:


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带宽通常定义为最大电流幅度的0.707倍,0.707电平对应于等于P = I 2 R,(0.707)2 =(0.5)的半功率点


并联谐振电路


并联LC电路的谐振在于,该电路(分支点之间)的总阻抗最大,而电流最小,共振条件,作为串行LC电路是相等的电感和电容电抗X大号= X Ç,当发电机的频率大于环路的频率时,电容性电阻胜过电感性的,并且环路代表发电机的电容性电阻,如果发电机的频率小于电路的频率,则电感电抗大于电容性电抗,并且发电机的电路为电感电阻。


谐振时的阻抗具有最大值,但在高于或低于谐振的频率处,阻抗会减小,由于电压与阻抗成正比(U = IZ),因此谐振时也具有最大值。


高电阻(与电感器串联)导致的低品质因数(Q)会产生宽带宽的低峰值,相反,由于低阻抗而导致的高Q会产生带宽较窄的高峰值,通过使用大直径和低导线电阻的电感器可以实现高质量。

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