收音机调谐电路的分析与测试

1 L LC
L
C
为特性阻抗，单位为Ω，大小与L、C有关，
与无关
在谐振电路中，常用品质因数来衡量谐振 电路的性质。品质因数用Q表示，
定义：Q 0L 1 1 L
R R 0CR R C
在实际工程中，Q值一般在10到500之间。
三、串联谐振电路的特性
Z R jX R j(L 1 ) C
Us R
2、随偏离0，电流将从谐振时的极大值下降，
此时它对电流有抑制能力。
3、Q越大曲线越陡直
I Us Z
I
Us
R2 (L 1 )2
C
1
IO
1 Q2 ( O )2 O
1
I/Io
1 Q=50
I0
1+ Q（2 ω － ω0 ）2
1+ Q（2 f － f0 ）2
Q=100
ω0 ω
f0 f
0.5
ω0谐振角频率由电路本身的参数L，C所决定，
谐振频率
f
f0
2π
1 LC
二、 串联谐振电路的特性阻抗和品质因数
Z R jX R j(L 1 )
根据谐振条件：L 1
C
C
谐振阻抗 Z Z0 R 纯电阻
R
•
U s ( )
•
CIL
谐振时容抗
X CO
1
OC
1 1 LC C
L
C
谐振时感抗
X LO O L
在通信与无线电技术中得到广泛 的应用。例如，收音机的输入电 路就是一个串联谐振电路，它之 所以能从众多广播电台的微弱信 号中将所需电台的信号鉴别与选 择出来，正是依靠电路对某电台 的信号频率谐振时可从电容上获 得比输入信号大Q倍的电压来实 现。
在电力系统中， 由于电源电压数值较高 ，串联谐振产生的高电 压会引起电气设备的损 坏，因此，设计这种电 路时要考虑设法避免出 现谐振或接近谐振的情 况。
当ω=ω0时电流达到最大值，使输出的电压UC或UL）
也最大，而我们频率为ω1和ω2电信号在电路中产生的 电流很小，输出电压也小。达到选择有用电信号ω0的
目的。Q值越高，曲线就越尖锐，因而选择性也就越好。
I
I0
Q=100
Q=200
0 ω1 ω0 ω2 ω
R
•
U s ( )
•
CIL
1.定义
(2)通频带
C
R
( ) arctanL 1 / C
R
•
U s ( )
•
CIL
阻抗角称相频特性
表明
当=0，XL=XC呈电阻性 当>0，XL>XC呈感性
90°
感性
-90°容性 ω0
ω
当<0，XL<XC呈容性
2、电流的谐振曲线
•
•
I
Us
I I0
I Us
Us
Z
Z
R2 (L 1 )2
C
C 02 0
ω0
ω
（3）电感及电容两端电压模值相等，且 等于外加电压的Q倍。相位相反
UL0
=
I0 X L0
= US
X L0 R
= QUS
UC0
=
I0 X C0
= US
XC0 R
= QUS
注意 谐振时,L和C两端均
可能出现高电压.
在无线电和电子工 程中极为有用，
在电力工程中表现 为有害，应预防
串联谐振电路的这个特性
知识一 串联谐振
一、串联谐振条件
复阻抗为：Z R jX R j(L 1 )
C
R
当XL=XC
L 1 0 C
L 1 C
•
U s ( )
•
CIL
谐振条件
串联谐振电路
根据谐振条件：L 1
C
R
•
U s ( )
•
CIL
当电源角频率ω=ω0电路的固有谐振角频率时
可得：O
L
1
OC
0
1 LC
通频带宽窄对电 路性能有影响吗
？
通频带过窄使传输信 号不能完全通过，从
而造成信号失真。
(3).通频带、选择性与品质因素Q的关系
通频带定义可知,
B 2f
f0 Q
Q愈高曲线
当电源的ω（f）变化时,
I0 I 0.707 I0
使电流 I≥ I102 即I≥0.707I0时, 的频率 范围称为通频带以B表示
ω1（f1）和ω2（f2）为 通频带的边界角频率 （或边界频率）。
0 ω1 ω0 ω2 ω
B
B=2△ω0.7=ω2-ω1
或 B
f2
f1
fo Q
f1称为下限截止频率，f2称为上限截止频率
3．通用谐振曲线
0.4 Q=200 0.3
以 ω/ω0为自变量， 以I/I0 为因变量、以不同 品质因数Q为参变量作出的
0.2
0.1
1
ω/ωo
通用谐振曲线
谐振曲线称为通用电流谐振曲线。
表明 Q值越高，曲线就越尖锐，
五、串联谐振电路的选择性与通频带
（1）. 串联谐振电路的选择性
选择性是衡量电路选择有用电信号能力的指标。
四、串联谐振电路的特性曲线
1、阻抗的频率特性
Z= R jX R j(L 1 ) C
(1).幅频特性
Z
Z（ω）= R2 + ( ωL－ 1 )2
ωC
R
阻抗模称幅频特性
0பைடு நூலகம்
R
•
U s ( )
C
ω0
•
IL
ω
表明 当＝0时，阻抗值最小且纯电阻。
Z= R jX R j(L 1 )
(2)相频特性
• 知识目标
(1)谐振的概念。 (2)串联谐振的条件、基本特征、谐振曲线和通频带。
思考
串联谐振 时候的特
点？
串联谐振 时的复阻
抗？
串联谐振 时电压和 电流的关
系？
1、谐振的概念：
由电感L和电容C组成的，可以在某个频率上
发生谐振现象的电路，统称为谐振电路。
含有电感和电容的不含独立源的二端网络，在一 定条件下形成的网络端电压和总电流同相的现象。
Us
R 1 [O L ( O )]2
R O
IO
L
0
1 LC
R
•
U s ( )
•
CIL
1 Q2 ( O )2 O
IO
Us R
电流的谐振曲线特点
I Us
Us
Z
R2 (L 1 )2
I I0
C
Q=100 Q=200
IO
1 Q2 ( O )2
O
0
ω0
ω
特点
1、＝0时电流最大值
IO
（1）谐振时，回路电抗X=0， 阻抗Z=R为最小值, 且为纯电阻。
R
•
U s ( )
•
CI L
其它频率时回路电抗X≠0
当ω>ω0时， ωL > 1C回路呈感性 当ω<ω0时，ωL> 1C回路呈容性。
(2) 电压电流同相，且电流达到最大值
I
I0
US R
谐振电流
US UR
R
•
U s ( )
•
CIL
L和C两端电压大小相等，相位相反，相互抵消
情境任务
任务一 分析测试串联谐振电路 任务二 分析并联谐振电路 任务三 观测与分析谐波信号
问题提出
1、普通收 音机如何
调台？
2、调台时 到底调什
么？
3、为什么 有的收音机 噪音大，有 的却很小？
4、为什么 有时会听到 几个电台同
时广播？
任务一 分析测试串联谐振电路 •能力目标
（1）能深刻理解谐振的概念。 （2）能应用串联谐振回路的选频特性。 （3）能对串联谐振的特性进行测试与分析。