串联谐振电路适用于内阻抗小的信号源,如果信号源的内阻抗很大时仍然采用串联谐振电路,将使电路的品质因数严重降低,选择性变差。因此,必须改用并联谐振电路。
并联谐振电路的形式较多,它们的谐振条件和特点也有所不同,本节仅讨论实用中最常见的电感线圈与电容器并联的谐振电路,其相量模型及相量图如图3.8.1所示。
图3.8.1 并联谐振电路
3.8.1 并联谐振的条件
由图3.8.1(a)可知,电路的导纳
当式(3.8.1)虚部为零时,电路呈纯阻性,电路发生谐振,即
通常,要求电感线圈本身的电阻很小,在高频电路中,R≪ωL,
因此,式(3.8.2)可写成
式(3.8.3)就是并联电路发生谐振的条件,由此可得
3.8.2 并联谐振的特点
(1)电路的阻抗模最大,电路呈阻性。
由于谐振时,Y的虚部为零,导纳模最小,所以其倒数(即阻抗模)最大。端口电压U与端口电流I同相,电路呈阻性。
谐振时的导纳
R≪ωL时,
因此阻抗
(2)并联谐振时,电路的特性阻抗与串联谐振电路的特性阻抗一样,也为
(3)谐振时各支路电流近似相等,支路电流可能远远大于端口电流。
图3.8.1(a)中两支路电流为
由式(3.8.3)可知,谐振时
IC或IL与总电流I0的比值为电路的品质因数
即在谐振时,IC或IL是总电流I0的Q倍。Q≫1时,支路电流要远远大于总电流。
(4)如果电源为有效值一定的电流源,调节其频率达到并联谐振时,由于谐振阻抗最大,因此回路的端口电压也最大。这一特性常用来实现选频。
【例3.8.1】 一电感线圈与电容器并联组成谐振电路,已知线圈的损耗电阻R=5Ω、L=10μH,电容C=1 000pF。信号源为一正弦电流源,其有效值IS=2μA。试求谐振时的角频率及阻抗、端口电压、线圈电流、电容器电流。
【解】 谐振角频率为
谐振时的阻抗为
谐振时端口电压为
线圈的品质因数为
谐振时,线圈的电流和电容器的电流为
思考与练习
3.8.1 实际的并联谐振回路常常是电感线圈与电容器并联而成,当回路的Q≫1时,其谐振频率和谐振角频率等于什么?
3.8.2 并联谐振电路有哪些基本特征?为什么并联谐振也称为电流谐振?
3.8.3 当时,如图3.8.2所示电路哪些相当于短路?哪些相当于开路?
图3.8.2 题3.8.3的图
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