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LC串并联谐振回路特性实验--(转自高频电子线路实验指导书)

2009-01-0919:34:22|分类：电子电路|标签：|字号大中小订阅
LC串并联谐振回路特性实验

一、实验目的

1、掌握LC振荡回路的谐振原理。

2、掌握LC串并联谐振回路的谐振特性。

3、掌握LC串并联谐振回路的选频特性。

二、实验内容

测量LC串并联谐振回路的电压增益和通频带，判断选择性优劣。

三、实验仪器

1、扫频仪一台

2、20MHz模拟示波器一台

3、数字万用表一块

4、调试工具一套

四、实验原理

（一）基本原理

在高频电子线路中，用选频网络选出我们所需的频率和滤除不需要的频

率成分。通

常，在高频电子线路中应用的选频网络分为两类。第一类是由电感和电

容元件组成的振

荡回路（也称谐振回路），它又可以分为单振荡回路以及耦合振荡回路；

第二类是各种
滤波器，如LC滤波器，石英晶体滤波器、陶瓷滤波器和声表面滤波器

等。本实验主要

介绍第一类振荡回路。

1、串联谐振回路

信号源与电容和电感串联，就构成串联振荡回路。电感的感抗值（wL）

随信号频

率的升高而增大，电容的容抗值（

wC

1

）则随信号频率的升高而减小。与感抗或容抗的

变化规律不同，串联振荡回路的阻抗在某一特定频率上具有最小值，而

偏离特定频率时

的阻抗将迅速增大，单振荡回路的这种特性为谐振特性，这特定的频率

称为谐振频率。

图2-1所示为电感L、电容C和外加电压Vs组成的串联谐振回路。图

中R通常是

电感线圈损耗的等效电阻，电容损耗很小，一般可以忽略。

图2-1串联振荡回路

保持电路参数R、L、C值不变，改变外加电压Vs的频率，或保持Vs的

频率不变，

而改变L或C的数值，都能使电路发生谐振（回路中的电流的幅度达

到最大值）。
在某一特定角频率w0时，若回路电抗满足如下条件：

（2-1）

则电流为最大值，回路发生谐振。上式称为串联谐振回路

的谐振条件。

回路发生串联谐振的角频率w0和频率f0分别为：

（2-2）

将式（2-2）代入式（2-1）得

（2-3）

我们把谐振时的回路感抗值（或容抗值）与回路电阻R的比值称为回

路的品质因数，

以Q表示，简称Q值，则得

（2-4）

若考虑信号源内阻Rs和负载RL后，串联回路的电路如图2-2所示。

由于Rs和RL

的接入使回路Q值下降，串联回路谐振时的等效品质因数QL为

图2-3为串联振荡回路的谐振曲线，由图可见，回路的Q值越高，谐

振曲线越尖锐，

对外加电压的选频作用愈显著，回路的选择性就愈好。因此，Q值的大

小可说明回路选

择性的好坏。

当回路的外加信号电压的幅值保持不变，频率改变为w=w1或2w=w

时，此时回

路电流等于谐振值的倍，如图2-4所示。w2?w1称为回路的

通频带，其绝对值为

（2-5）
式中w1和w2为通频带的边界角频率。在通频带的边界角频率w1和

w2上，
。这时，回路所损耗的功率为谐振时的一半，所以这两个
特定的边界频率又

称为半功率点。

2、并联谐振回路

串联谐振回路适用于信号源内阻等于零或很小的情况（恨压源），如果

信号源内阻

很大，采用串联谐振回路将严重降低回路的品质因数，使串联谐振回路

的选择性显著变

坏（通频带过宽）。在这种情况下，宜采用并联谐振回路。

并联谐振回路是指电感线圈L、电容器C与外加信号源相互并联的振荡

电路，如图
2-5所示。由于电容器的损耗很小，可以认为损耗电阻集中在电感之路

中。

图2-5并联振荡回路

并联振荡回路两端间的阻抗为：

（2-6）
在实际应用中通常满足wl〉〉R的条件，因此

（2-7）

并联谐振回路的导纳Y=1/Z，由式（2-7）得
（2-8）

式中，G=CR/L为电导，B=（wC-1/wL）为电纳。

因此，并联振荡回路电压的幅值为

（2-9）

由式2-9可见，当回路导纳B=0时，回路电压V0与

电流Is同相。我

们把并联振荡回路的这种状态叫做并联回路对外加信号源频率发生并

联谐振。

由并联振荡回路导纳的并联谐振条件，可以导出

并联回路角

频率pw和谐振频率pf分别为：

（2-10）

同样的

若考虑信号源内阻Rs和负载RL后回路Q值下降。

和串联回路一样，Qp愈高，谐振曲线愈尖锐，回路的选择性愈好，但

通频带愈窄。

高频电子线路实验指导书

五、实验步骤

参考实验箱附带的接收模块上印刷的原理图G2。

1、在主箱上正确插好接收模块，按照电路原理图G2，正确连接电路电

源线，＋12V

孔接+12V，＋5V孔接＋5V