諧振電路

對於包含電容和電感及電阻元件的無源一連線埠網路，其連線埠可能呈現容性、感性及電阻性，當電路連線埠的電壓U和電流I，出現同相位，電路呈電阻性時。稱之為諧振現象，這樣的電路，稱之為諧振電路。

諧振的實質是電容中的電場能與電感中的磁場能相互轉換，此增彼減，完全補償。電場能和磁場能的總和時刻保持不變，電源不必與電容或電感往返轉換能量，只需供給電路中電阻所消耗的電能。

基本介紹

• 中文名：諧振電路
• 外文名：Resonance circuit
• 特點：簡諧振動
• 領域：物理學、電學
• 類型：一種電路

概念簡介

在具有電阻R、電感L和電容C元件的交流電路中，電路兩端的電壓與其中電流相位一般是不同的。如果調節電路元件（L或C）的參數或電源頻率，可以使它們相位相同，整個電路呈現為純電阻性。電路達到這種狀態稱之為諧振。在諧振狀態下，電路的總阻抗達到極值或近似達到極值。研究諧振的目的就是要認識這種客觀現象，並在科學和套用技術上充分利用諧振的特徵，同時又要預防它所產生的危害。按電路聯接的不同，有串聯諧振和並聯諧振兩種。

諧振電路在無線電技術、廣播電視技術中有著廣泛的套用。各種無線電裝置、設備、測量儀器等都不可缺少諧振電路。這種電路的顯著特點就是它具有選頻能力，它可以將有用的頻率成分保留下來，而將無用的頻率成分濾除，比如收音機、電視機。收音機的天線會同時接收多個電台發射的不同載波的廣播節目，而我們收聽時，必須在這眾多廣播節目中選出我們所要接收的那一套廣播節目，這就是選頻(選台)。改變諧振電路的諧振頻率，使其諧振在所需要接收台的載頻上，從而選擇出所接收台的廣播信號，而濾除掉除此之外的其他台及外來的無用信號，這就完成了選台。電視機的選台也是如此。

簡諧振動

其動力學方程式是F=-kx。 諧振的現象是電流增大和電壓減小，越接近諧振中心，電流表電壓表功率錶轉動變化快，但是和短路的區別是不會出現零序量。

串聯諧振

當串聯迴路電抗等於零時，稱電路發生了串聯諧振，RLC串聯諧振電路如圖9-9所示。

串聯諧振時等效阻抗最小，阻抗為純電阻。串聯電阻的大小雖然不影響串聯諧振電路的固有頻率，但有控制和調節諧振時電流和電壓幅度的作用。

串聯諧振電路

並聯諧振

如圖7-15所示電路為GLC並聯電路，是另一種典型的諧振電路。並聯諧振的定義與串聯諧振的定義相同，即連線埠上的電壓U與輸入電流I同相時的工作狀況稱為諧振。由於發生在並聯電路中，所以稱為並聯諧振。

並聯諧振電路

諧振電路的套用

諧振電路在電子技術中的套用是非常廣泛的。由於它對頻率具有選擇性，在傳送和接收設備中常作為高頻和中頻放大器的負載；諧振電路是振盪器的重要組成部分；諧振電路在電子電路中作吸收迴路，用以濾除干擾信號等，下面舉幾個例子說明。

信號的選擇

某AM收音機的輸入迴路電路如圖6-16所示。電路中，L₁為收音機輸入迴路的接收天線，L₂、C為諧振電路組成收音機選頻電路，L₃將選擇出來的電台信號送到收音機接收電路。

收音機輸入迴路

收音機天線接收來自空中不同電台發射的電磁波，調節C使L₂、C諧振於某一所需電台的載波頻率上，此時L₂上流過最大電流，將這一電台信號選出。調節C使L₂、C諧振在不同電台的載波頻率上，就可接收不同電台的節目。

信號的濾波

電視機經高頻調諧器混頻後輸出38MHz的中頻信號，如果外來信號中有38MHz的信號進入電視機，將對電視機的中頻信號造成嚴重的干擾，所以必須將外來的38MHz的信號予以濾除，方法如圖6-17所示，將LC串聯諧振電路與電視機的輸入端並聯，且LC迴路諧振於38MHz。根據串聯諧振的特點，它對38MHz信號呈現一個很小的電阻，相當於使38MHz信號對地短路，不讓外來的如其他電視機的中頻信號進入電視機干擾本機中頻放大器的工作，同時也防止本機的中頻信號通過天線向外輻射干擾其他機器工作。由於LC迴路對電視信號呈現很高的阻抗，不會影響電視機的正常工作。

電視機中頻抑制電路

元器件測量

Q表是用來測量品質因數、電感、電容等參數的儀表，它是利用諧振電路特性來工作的，其原理可用圖6-18來說明。

Q表原理圖

信號源使用頻率和輸出電壓均可變的高頻信號發生器。測量時，改變頻率的同時保持電源輸出電壓恆定不變。

測量電感線圈L_x的Q值，將L_x與一個標準電容C_b串聯後接在高頻信號發生器的輸出端，調節C_b的電容量或高頻信號發生器的頻率，使電路達到諧振，此時C_b兩端的電壓達到最大值且等於電源電壓的Q倍。標準電容器C_b兩端可並接電壓表，也可並接Q表，宜接讀出Q值，一般Q表的輸出頻率和標準電容C_b的電容值均有刻度標明。

利用串聯諧振時，已知的諧振頻率f₀和標準電容C_b，可得到被測線圈L_x的電感量。