LC自由谐振过程

在放大器电路和其他形式的信号处理电路中，大量使用LC并联谐振电路和LC串联谐振电路。对于LC谐振电路的应用情况，有如下几点说明。ULN2001D1

(1)构成选频电路或选频放大器。选频电路或选频放大器电路用来在

众多频率的信号中选出所要频率的信号进行放大，这种电路在收音机、电视机等电路中有着广泛的应用，在正弦波振荡器电路中也有着广泛的应用。

(2)构成吸收电路。吸收电路用来在众多频率的信号中将某一频率的

信号进行吸收，也就是进行衰减，将这一频率的信号从众多频率信号中去掉。

(3)构成阻波电路。阻波电路用来从众多频率的信号中阻止某一频率

的信号通过放大器电路或其他电路。

(4)构成移相电路。移相电路用来对信号进行移相。

LC并联、申联谐振电路在应用中的变化较多，是电路分析中的一个

难点，只有掌握LC并联、串联电路的阻抗特性等基本概念，才能正确、方便地理解含有LC并联、串联谐振电路的各种不同电路的工作原理。

1．LC自由谐振全过程

图4-41所示是LC自由谐振电路。电路中的Ll是电感器，Cl是电容器，Ll和Cl构成一个并联电路。

(1)钟摆理解方法。LC电路的谐振过程由于看不见摸不着，因此理解起来相当不方便，为此可以用钟摆的左右摆动来说明，如图4-42所示。

在给钟摆一个初始能量后，摆就会左右摆动起来，如果不给钟摆电力或弹簧的机械力，钟摆在摆动过程中的摆幅就会越来越小，直至停止摆动。如果给LC自由谐振电路一个初始能量，该电路便会发生自由谐振，这一自由谐振过程如同没有动力的钟摆一样，振荡将逐渐衰减至零.

(2)电磁转换过程。LC谐振电路的基本谐振过程是：设一开始电容Cl 中已经充有电能，这时电容Cl中的电能对线圈Ll放电，如图4-43所示，这一过程是电容Cl中的电能转换成线圈Ll中磁能的过程，电容Cl放电结束时，能量全部以磁能的形式储存在线圈Ll中。

(3)磁电转换过程。电容Cl放电完毕之后，线圈Ll中的磁能又以线圈两端自感电动势产生电流的方式，开始对电容Cl进行充电，如图4-44所示，这一充电过程是线圈Ll中磁能转换成电容Cl中电能的过程。

电容Cl充电完毕之后，电容Cl两端的电压再度对线圈Ll进行放电，开始又一轮新的振荡、能量转换过程。

(4)正弦振荡。如果电路中线圈Ll和电容Cl不存在能量损耗，则谐振回路的振荡电流将是等幅的，为正弦波形，如图4-45所示。

(5)衰减振荡与等幅振荡。线圈Ll存在着直流电阻和其他一些因素，

对电能是有损耗的，电容Cl也存在损耗，这就导致谐振回路的电流不是等幅的，而是逐渐衰减的，如图4-46所示。

如果在LC谐振电路的振荡过程中，能够不断地给LC电路补充电能，那么这一振荡将会一直等幅振荡下去，这就是LC谐振电路的振荡过程。

2．LC谐振振荡频率ULN2803ADWRG4

LC谐振过程中，电容Cl不断重复地充电、放电，它有一个周期，称为振荡周期，也可以用振荡频率来描述。

在LC自由谐振电路中，振荡过程中的谐振频率即为f o，改变Ll或C l的标称值，就能改变振荡频率f o。无论是LC并联谐振电路还是LC 串联谐振电路，其谐振频率的计算公式都是相同的。

谐振频率与电感Ll和电容Cl的大小相关，在Ll和Cl的大小确定后，谐振频率就确定了，所以该谐振频率又称为固有频率或自然频率。