谐振电路在实际中的应用

谐振电路在实际中的应用

摘要：根据电路原理，电感电容串联或并联可构成谐振电路，使得在电源为直流电源时，电路中的电流按正弦规律变化。在科技发展的今天，谐振电路在我们的生活中有着重要的应用。

关键词：谐振电路、应用、电感、电容

Resonance circuit in real application

Abstract: according to the circuit principle, inductance capacitance serial or parallel may constitute a resonant circuit in power supply for that dc power supply, the current in the circuit by sine law change. In the development of science and technology today, resonant circuit in our life has important application.

Keywords: resonant circuit, application, inductance and capacitance

引言：在具有电阻R、电感L和电容C元件的交流电路中，电路两端的电压与其中电流位相一般是不同的。如果我们调节电路元件（L或C）的参数或电源频率，可以使它们位相相同，整个电路呈现为纯电阻性。电路达到这种状态称之为谐振。在谐振状态下，电路的总阻抗达到极值或近似达到极值。研究谐振的目的就是要认识这种客观现象，并在科学和应用技术上充分利用谐振的特征，同时又要预防它所产生的危害。按电路联接的不同，有串联谐振和并联谐振两种。串联谐振时，电感电压与电容电压等值异号，即电感电容吸收等值异号的无功功率，使电路吸收的无功功率为0；电场能量和磁场能量都在不断变化，但此增彼减，互相补偿，这部分能量在电场和磁场之间振荡，全电路电磁场能量总和不变；激励供给电路的能量全转化为电阻发热。为了维持振荡，激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗，与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少，电路的品质越好。并联谐振时，电感电流与电容电流等值异号，即电感电容吸收等值异号的无功功率，使电路吸收的无功功率为0；电场能量和磁场能量都在不断变化，但此增彼减，互相补偿，这部分能量在电场和磁场之间振荡，全电路电磁场能量总和不变；激励供给电路的能量全转化为电阻发热。为了维持振荡，激励必须不断供给能量补偿电阻的发热消耗，与电路中总的电磁场能量相比每振荡一次电路消耗的能量越少，电路的品质越好。我们常用的录音机复读机等电子产品中的LC震荡电路即是谐振电路。

1、谐振电路在元器测量中的应用

谐振电路可以用于电路元件参数测试，用谐振电路测量电路元件参数的方法称为谐振测试法。谐振测试法就是根据谐振回路的谐振特性建立起来的测电路元件参数的方法。谐振法电路简单，且符合高频电路元件参数测试的主要方法。

谐振测试法的基本电路如图7-9所示它是由LC谐振回路、高频振荡电路和谐振指示电路3部分

组成。震荡电路提供高频信号，它与谐振回路之间的耦合程度应足够弱，使放映到谐振回路中的阻抗小到可以忽略不计。谐振指示器用来判别回路是否处于谐振状态，它可以用并联在回路两端的电压表或串联在回路中的电流表担任。

1.1、用于电容器的测试

谐振法测电路器有直接法和替代法两种

直接法

用直接法测试电容量的电路与图7-9所示的基本电路相同。选用一适当的标准电感L ，与被测电容C ，组成谐振电路，调高高频振荡电路的频率，当电压表的读数达最大，即谐振电路达到串联谐振的状态。这时振荡电路输出信号的频率f 将等于测量回路的固有频率f0，即 f=f0=1/(2*3.14LC ) 由此可求得电容Cz 值，

Cz=1/4*∏2⎰2

0L

由于谐振频率f0

可由振荡电路的度盘读出，电感线圈的电感量是已知的，即可

由上式计算被测电容量Cz 。

并联替代法

用并联替代法测试电容量的电路如图7-10所示，进行测试时，首先将标准可变电容器放

在电容量甚大的刻度位置Cz 上，调节振荡电路的频率使串联谐振回路谐振。然后将被测电容器接在Cz 接线柱上，与标准可变电容器并联，振荡电路保持原来的频率不变，减小标准可变电容器的电感量到Cz1，使串联谐振回路恢复谐振。在这种情况下，

Cz1=Cz2+Cz

即可求得被测电容Cz 的值为：

Cz=Cz1-Cz2

L 高 频

振荡器C V 图 谐振法的基本电路

1.2、用于电感的测试

直接测试法

用直接法测试电感量的电路图如下所示，选用已知标准电容Cs 和被测电感Lx 组成谐振回路，调节振荡电路的输出频率，当电压表的读数达最大，即谐振回路达到串联谐振状态。这时振

荡电路输出信号的频率f 将等于测量回路的固有频率fo ，即

f=f 0=1/(2*3.14LxC

由此可求得电感Lx 值

Lx=1/4*3.14∏

2f 02

并联替代法

并联替代法适合测量大电感，始终将图2中1、2两端短接。

其测量步骤如下：

①不接入Lx ，调小可变电容Cs 为C1，调节信号源频率使回路谐振，设谐振频率为f0，此时满足：

1/L=4∏2f 02

C1 ②将Lx 接至3、4端，保持信号源频率f0不变，调节Cs 至C2使回路重新谐振，此时满足：

1/L+1/Lx= 4∏2f 02

C2 ③求解式（6-12）和式（6-13）组成的方程组，得：

Lx=1/(∏2f 02(C2-C1))