串联谐振电路的频率特性
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在RLC串联电路中,当外加电源电压的频率发生变化时,电路中的电流、电压、阻抗、导纳等都将随频率的变化而变化,这种随频率的变化关系称为频率特性,其中电流、电压与频率的关系曲线称为谐振曲线。
(1)阻抗和导纳的频率特性
当电源频率变化时,串联谐振电路的复阻抗Z随频率变化,其中复阻抗的模值随频率的变化称为幅频特性,阻抗角随频率的变化称为相频特性。
由上式可知,由于|Z|随ω变化,所以I页随ω变化,电流的谐振曲线如上图所示。由图可知,在ω=ω0时,回路中的电流*大,若ω偏离ω0,电流将减小,即远离ω0的频率,回路产生的电流很小。这说明串联谐振电路具有选择所需频率信号的能力,即可通过调谐选出ω0附近的信号,同时对远离ω0点的信号给予抑制。所以在实际电路中常作为选频电路。
当外加电压US,电路参数L、C均不变,以ω/ω0(或f/f0)为横坐标。I/I0为纵坐标,绘出不同Q值时的回路电流的谐振曲线如图5-2-2所示,从曲线可以看出:Q值越大,谐振曲线越尖锐,回路的选择性越好;相反地,若Q值越小,曲线越平坦,回路的选择性越差。(Q越大,当ω和L一定,谐振电阻R越小,US一定,电阻R越小那电流就越大,即选择性越好。)
(3)任意频率下的电流与谐振电流的关系
在实际应用中,回路Q值一般满足Q大于等于1,因此电流的谐振曲线较尖锐,当信号频率ω远离ω0时,回路电流以经很小,即远离ω0的信号对电路的影响可以忽略,此时只考虑ω接近ω0的情况,有下:
式中是频率离开谐振点的**值,称为**失调,称为相对失调。