LCR串联谐振电路的工作原理与特性分析

LCR串联谐振电路的工作原理与特性分析

引用

CSDN

1.

https://blog.csdn.net/weixin_36511801/article/details/141500844

LCR串联谐振电路是电子工程中常见的电路结构，由电感（L）、电容（C）和电阻（R）串联组成。当电路工作在特定频率（谐振频率）时，电感和电容的阻抗相互抵消，电路呈现出纯电阻特性。这种电路在滤波器、信号调谐等领域有广泛应用。本文将详细介绍LCR串联谐振电路在不同频率下的工作特性。

LCR串联谐振电路的工作原理

一、工作在谐振点f0时

当电路工作在谐振频率f0时，输入频率fin等于f0，此时电感的感抗wL等于电容的容抗1/(wC)的倒数。

1. 电容电压VC与电感电压VL大小相等、方向相反，相互抵消，整个电路呈现阻性。
2. 负载电压VR等于输入电压Vin，电流IR等于Vin除以电阻R，此时负载电压增益最大为1。
3. VR、IR与Vin同相，VL超前Vin 90°，VC滞后Vin 90°，VL与VC相位差为180°。

二、工作在fin<f0时

当电路工作在低于谐振频率的频率时，wL小于1/(wC)。

1. 整体电路呈现偏容性，电流IR超前Vin。
2. 随着fin偏离f0，IR减小且更超前Vin，但不超过90°，负载电压增益减小。
3. 当fin远小于fmin时，VC的相位和峰值均大于Vin，VL波形呈现峰值减小。
4. 当fin偏离f0超过一定范围，接近纯容性时，电路电抗最大，电流趋于0，VC等于Vin。

三、工作在fin>f0时

当电路工作在高于谐振频率的频率时，wL大于1/(wC)。

1. 整体电路呈现偏感性，电流IR滞后Vin。
2. 随着fin偏离f0，IR减小且更滞后Vin，但不超过90°，负载电压增益减小。
3. 当fin远大于fmax时，VL的相位和峰值均大于Vin，VC波形呈现峰值减小。
4. 当fin偏离f0超过一定范围，接近纯感性时，电路电抗最大，电流趋于0，VL等于Vin。

总结

1. 当fin等于f0时，负载增益最大，且为1。
2. 当fin偏离f0时，负载增益均减小。
3. 当fmin远小于fin时，电路越偏容性，IR越超前Vin，VR同步越超前Vin。
4. 当fin远大于fmax时，电路越偏感性，IR越滞后Vin，VR同步越滞后Vin。

通过以上分析，我们可以看到LCR串联谐振电路在不同频率下的工作特性，这对于理解其在实际应用中的表现具有重要意义。