LC串联谐振电路是LC谐振电路中的另一种谐振电路。图 1 显示了 LC 串联谐振电路。电路中的Rl是线圈Ll的直流电阻和该LC串联谐振电路的阻尼电阻。电阻器是一个耗能元件,它在这里消耗谐振信号的能量。 Ll和Cl串联后与信号源Us并联,其中信号源为恒压源。
图1
在LC串联谐振电路中,电阻Rl的阻值越小,谐振信号的能量消耗越小,谐振电路的质量越好,电路的Q值越高;当电路中的电感Ll越大,存储的磁能越多,电路损耗不变时谐振电路的质量就越好,电路的Q值越高。
该电路中,信号源与LC串联谐振电路之间不存在能量的相互转换,但电容Cl与电感Ll之间存在电能与磁能的相互转换。外部输入信号仅补充由于电阻器R1消耗的电能而损失的信号能量。
LC串联谐振电路谐振频率的计算公式与并联谐振电路相同。
1、LC串联谐振电路的阻抗特性
图2为LC串联谐振电路的阻抗特性曲线。
图2
阻抗特性分析应将输入信号频率分为多种情况进行。
(1) 输入信号频率等于谐振频率fo。当输入信号频率等于LC串联谐振电路的谐振频率fo时,电路中就会发生串联谐振。串联谐振时,电路的阻抗最小,为纯阻性(非容性或感性),如图3所示,值为R1(纯阻性)。
图 3
当信号引导频率偏离LC谐振电路的谐振频率时,电路的阻抗会增加,频率偏差越大,电路的阻抗越大,这与LC并联谐振电路正好相反.请记住:电路的阻抗在串联谐振时最小。
(2) 输入信号频率高于谐振频率fo。当输入信号频率高于谐振频率时,LC串联谐振电路是感性的,相当于一个电感(电感不等于L1),如图4所示。
图 4
这可以理解为:在Ll和Cl的串联电路中,当信号频率高于谐振频率时,Cl的容抗因频率升高而减小,而Ll的感抗增大,起到串联电路中的主要作用。作用的是阻抗较大的元件,所以Ll起主要作用,所以输入信号频率高于谐振频率后,LC串联谐振电路就相当于一个电感。