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LC正弦波振荡电路详解
LC正弦波振荡电路与RC桥式正弦波振荡电路的组成原则在本质上是相同的,只是选频网络采用LC电路。在LC振荡电路中,当f=f0时,放大电路的放大倍数数值最大,而其余频率的信号均被衰减到零;引入正反馈后,使反馈电压作为放大电路的输入电压,以维持输出电压,从而形成正弦波振荡。由于LC正弦波振荡电路的振荡频率较高,所以放大电路多采用分立元件电路。
一、LC谐振回路的频率特性
LC正弦波振荡电路中的选频网络采用LC并联网络,如图所示。图(a)为理想电路,无损耗,谐振频率为
(推导过程如下)
公式推导过程:
电路导纳为
令式中虚部为零,就可求出谐振角频率
式中Q为品质因数
当Q>>1时,
,所以谐振频率
将上式代入
,得出
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当f=f0时,电抗
当Q>>1时,
,代入
,整理可得
在信号频率较低时,电容的容抗( )很大,网络呈感性;在信号频率较高时,电感的感抗( )很大,网络呈容性;只有当f=f0时,网络才呈纯阻性,且阻抗最大。这时电路产生电流谐振,电容的电场能转换成磁场能,而电感的磁场能又转换成电场能,两种能量相互转换。
实际的LC并联网络总是有损耗的,各种损耗等效成电阻R,如图(b)所示。电路的导纳为
回路的品质因数
(
推导过程如下)
公式推导过程:
电路导纳为
令式中虚部为零,就可求出谐振角频率
式中Q为品质因数
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当Q>>1时,
,所以谐振频率
将上式代入
,得出
当f=f0时,电抗
当Q>>1时,
,代入
,整理可得
上式表明,选频网络的损耗愈小,谐振频率相同时,电容容量愈小,电感数值愈大,品质因数愈大,将使得选频特性愈好。
当f=f0时,电抗
公式推导过程:
(推导过程如下)
电路导纳为 令式中虚部为零,就可求出谐振角频率 式中Q为品质因数 精彩文档
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当Q>>1时, ,所以谐振频率 将上式代入 ,得出 当f=f0时,电抗 当Q>>1时, ,代入 ,整理可得 当网络的输入电流为I0时,电容和电感的电流约为QIo。 根据式 ,可得适用于频率从零到无穷大时LC并联网络电抗的表达式Z=1/Y,其频率特性如下图所示。Q值愈大,曲线愈陡,选频特性愈好。
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