《高频与射频电路》第4章 - LC振荡电路
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lc振荡电路知识点LC振荡电路是一种常见的基本电路,用于产生固定频率的交流信号。
它由一个电感(L)和一个电容(C)组成,通过周期性的充放电过程来产生振荡。
在LC振荡电路中,电感和电容的相互作用产生了周期性的振荡现象。
当电容放电时,电感会储存电能;当电容充电时,电感会释放储存的电能。
这种周期性的充放电过程导致了振荡现象的产生。
LC振荡电路的频率由电感和电容的数值决定。
频率可以通过调节电感或电容的数值来改变。
当电感或电容的数值变大时,频率会变小,反之亦然。
因此,通过调节LC振荡电路中的元件数值,可以实现不同频率的振荡信号。
LC振荡电路可以应用于许多领域。
在无线通信中,LC振荡电路被广泛应用于射频信号的产生。
在电子钟和计算机内部,LC振荡电路用于时钟信号的产生。
此外,LC振荡电路还可用于音频设备、无线电设备以及其他需要产生固定频率信号的场合。
在LC振荡电路中,电感起到了储存能量的作用,而电容则起到了释放能量的作用。
电感和电容的数值决定了振荡电路的频率。
当电容充电时,电感会储存电能,当电容放电时,电感会释放储存的电能。
这种周期性的充放电过程导致了振荡现象的产生。
LC振荡电路还有一个重要的特性,即共振。
当电感和电容的数值满足一定条件时,LC振荡电路会达到共振状态。
在共振状态下,电路的振荡幅度最大,能量损耗最小。
因此,在设计LC振荡电路时,需要考虑电感和电容的数值,以使电路达到共振状态。
LC振荡电路的稳定性也是需要考虑的因素之一。
稳定性取决于电感和电容的数值,以及电路中其他元件的影响。
为了提高稳定性,可以采用负反馈调节电路,通过反馈信号来调节振荡电路的频率,使其保持稳定。
LC振荡电路还可以扩展为更复杂的电路结构,如LC谐振电路、LC 滤波电路等。
这些电路在电子领域中有着广泛的应用,可以用于信号处理、滤波、调谐等方面。
LC振荡电路是一种常见的基本电路,通过电感和电容的相互作用产生周期性的振荡现象。
振荡电路的频率由电感和电容的数值决定,可以通过调节元件数值来改变频率。
简单介绍LC振荡电路的工作原理及特点LC振荡电路,顾名思义就是用电感L和电容C组成的一个选频网络的振荡电路,这个振荡电路用来产生一种高频正弦波信号。
常见的LC振荡电路有好多种,比如变压器反馈式、电感三点式及电容三点式,它们的选频网络一般都采用LC并联谐振回路。
这种振荡电路的辐射功率跟振荡频率的四次方成正比,如果要想让这种电路向外辐射足够大的电磁波的话,就必须提高其振荡频率,而且还必须是电路具备开放的形式。
LC振荡电路之所以有振荡,是因为该电路通过运用电容跟电感的储能特性,使得电磁这两种能量在交替转化,简而言之,由于电能和磁能都有最大和最小值,所以才有了振荡。
当然,这只是一个理想情况,现实中,所有的电子元件都有一些损耗,能量在电容和电感之间转化是会被损耗或者泄露到外部,导致能量不断减小。
所以LC 振荡电路必须要有放大元件,这个放大元件可以是三极管,也可以是集成运放或者其他的东西。
有了这个放大元件,这个不断被消耗的振荡信号就会被反馈放大,从而我们会得到一个幅值跟频率都比较稳定的信号。
开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的放大器放大,然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。
并通过线圈L1和L2之间的互感耦合把信号反馈至三极管基极。
设基极的瞬间电压极性为正。
经倒相集电压瞬时极性为负,按变压器同名端的符号可以看出,L2的上端电压极性为负,反馈回基极的电压极性为正,满足相位平衡条件,偏离F0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件,只要三极管电流放大系数B和L1与L2的匝数比合适,满足振幅条件,就能产生频率F0的振荡信号。
LC振荡电路物理模型的满足条件①整个电路的电阻R=0(包括线圈、导线),从能量角度看没有其它形式的能向内能转化,即热损耗为零。
②电感线圈L集中了全部电路的电感,电容器C集中了全部电路的电容,无潜布电容存在。
③LC振荡电路在发生电磁振荡时不向外界空间辐射电磁波,是严格意义上的闭合电路,LC电路内部只发生线圈磁场能与电容器电场能之间的相互转化,即便是电容器内产生的变化电场,线圈内产生的变化磁场也没有按麦克斯韦的电磁场理论激发相应的磁场和电场,向周围空间辐射电磁波。
LC 振荡电路工作原理图文分析
采用ZC 谐振网络作选频网络的振荡电路称为ZC 振荡电路。
ZC 振荡电路通常采用电压 正反应。
按反应电压取岀方式不同,可分为变压器反应式,电感三点式、电容三点式,三种 典型电路。
三种电路的共同特点是采用厶C 并联谐振回路作为选频网络。
一个LC 并联回路如下图,其中R 表示电感线圈和回路英他损耗总的等效电阻。
其幅频特性和相频特性如下图。
式〔7・7〕中Q 为回路品质因数,其值为
由图可知,当外加信号频率/等于LC 回路的固有频率f 曲〕时,电路发生并联谐 振,阻抗Z 到达最大值Zo,相位角〔p=0,电路呈纯电阻性,当/偏离%时由于Z 将显著减 小,〔P 不再为零,在矗 时,电路呈感性;妙时,电路呈容性,利用ZC 并谐振时呈 高阻抗这一特点,来到达选取信号的目的,这就是ZC 并联谐振回路的选频特性。
可以证明 品质因数越髙,选择性愈好,但品质因数过髙,传输的信号会失頁・。
因此,采用厶C 谐振回路作为选频网络的振荡电路,只能输出皿的正弦波,其振荡频率为
图5.4 ZC 并联回路
当ZC 并联回路发生谐振时, 〔a 〕幅频特性
〔b 〕相频特性 图5.5 ZC 并联回路的频率特性〔Ol>O2〕
谐振频率为 /o =
2WZc 电路阻抗Z 到达最大,其值为 R co {)CR
2zr>/Ec
当改变厶C回路的参数厶或〔?时・就可改变输出信号的频率。
lc振荡电路1. 什么是lc振荡电路?lc振荡电路是一种由电感和电容组成的电路,可用于产生高频的振荡信号。
它是一种简单而有效的电路设计,广泛应用于无线电、通信、检测等领域。
2. lc振荡电路的基本原理lc振荡电路的基本原理是通过电感和电容之间的相互作用产生振荡。
当电容器充电时,电容器中的电压会逐渐增加,同时电感中的电流也会随之增加。
当电容器充电至最大电压时,其便开始放电并通过电感,导致电压和电流逐渐降低。
随后,电容器再次开始充电,形成一个周期性的振荡。
3. lc振荡电路的主要组成部分lc振荡电路主要由以下几个组成部分构成: - 电感(L):用于存储电能,并使电流随时间变化。
- 电容(C):用于存储电荷,并使电压随时间变化。
- 电阻(R):用于控制振荡电路的衰减和阻尼。
- 激励源(Vin):用于提供振荡电路的初始能量。
通过调整电感和电容的数值,以及选择合适的电阻,可以实现不同频率的振荡信号。
4. lc振荡电路的工作模式lc振荡电路的工作模式主要分为两种:串联模式和并联模式。
4.1 串联模式在串联模式下,电感和电容连接在串联的位置。
通过选择合适的电感和电容数值,可以使得电路在一定的频率下进行振荡。
在串联模式下,振荡电路的输出电压与输入电压相反,且相位差为180度。
4.2 并联模式在并联模式下,电感和电容连接在并联的位置。
通过选择合适的电感和电容数值,可以实现振荡电路在一定的频率下工作。
与串联模式不同,在并联模式下,振荡电路的输出电压与输入电压保持相位一致。
5. lc振荡电路的应用由于lc振荡电路能够产生高频的振荡信号,因此在无线电、通信、检测等领域有着广泛的应用。
以下是lc振荡电路的一些常见应用场景:•无线电发射器:lc振荡电路可用于产生无线电频率信号,用于无线电发射器的信号产生和调制。
•振荡器:由于lc振荡电路可以产生稳定的频率振荡信号,因此可用于振荡器的设计和制造。
•声频发生器:lc振荡电路在声频范围内也有着广泛的应用,可用于声频发生器的设计和制造。
高频LC振动电路1 高频LC 谐振功率放大器原理1.1原理电路+– u–i b– + U BB – + U CC – + u ce C – + u c L 输出i e i u be图1 谐振功率放大器的基本电路图1是一个采用晶体管的高频功率放大器的原理线路。
除电源和偏置电路外,它是由晶体管,谐振回路和输入回路三部分组成。
高频功放中常采用平面工艺制造的NPN 高频大功率晶体管,它能承受高电压和大电流,并有较高的特征频率T f 。
晶体管作为一个电流控制器件,它在较小的激励信号电压作用下,形成基极电流i B ,i B 控制了较大的集电极电流i C ,i C 流过谐振回路产生高频功率输出,从而完成了把电源的直流功率转换为高频功率的任务。
为了使高频功放以高效输出大功率,常选在丙类状态下工作,为了保证在丙类工作,基极偏置电压应使晶体管工作在截止区,一般为负值,即静态时发射结为反偏。
此时输入激励信号应为大信号,一般在0.5V 以上,可达1到2V ,甚至更大。
晶体管的作用是将供电电源的直流能量转变为交流能量的过程中起开关控制作用。
线路特点:(1) LC 谐振回路作为晶体管的负载起到选频滤波以及阻抗匹配的作用。
(2)电路工作在丙类工作状态以保证电路效率较高;基极负偏压(或零偏压)。
关系式:(1)外部电路关系式: cos cos be BB bm ce CC cm u U U t u U U t ωω=-+=-(2)晶体管的内部特性: ()'c m be BB I g u U =-(3)(半)导通角: 根据晶体管的转移特性曲线可得:'cos 'cos BB BB bm BB BBbmU U U U U arc U θθ+=+= 即集电极的导通角是由输入回路决定的。
必须强调指出:集电极电流ic 虽然是脉冲状,但由于谐振回路的这种滤波作用,仍然能得到正弦波形的输出。
1.2高频功率放大器的特性曲线 转移特性i c U ’BB 0 理想化i c maxi cωt 0 –θ +θ 0–θ +θU bm U bm U BEu b –U BB ωt图2 谐振功率放大器的转移特性曲线功率放大器的作用原理是利用输入到基极的信号来控制集电极的直流电源所供给的直流功率o P ,使之一部分转变为交流信号功率1P 输出去,另一部分功率以热能形式消耗在集电极上,成为集电极耗散功率C P 。
lc振荡电路原理及应用LC振荡电路原理及应用LC振荡电路是一种基于电感(L)和电容(C)元件的振荡器。
它通过不断往返存储和释放电能的方式,产生稳定的振荡信号。
由于其简单可靠的原理和广泛的应用领域,它在电子工程中具有重要的地位。
以下是一些LC振荡电路的应用。
红外遥控器红外遥控器是我们日常生活中常用的电子设备。
它通过发送红外信号来控制各种家电和设备。
在红外遥控器中,使用了LC振荡电路来发射红外信号。
LC振荡电路在红外遥控器中的应用原理如下:当按下遥控器上的按钮时,LC振荡电路开始振荡,产生特定的频率信号。
这个频率信号会通过红外发射器发出,然后被接收器接收并解码出相应的指令,从而实现遥控设备的控制。
无线通信无线通信是现代通信系统的重要组成部分。
在无线通信中,LC振荡电路广泛应用于无线电发射器和接收器。
无线电发射器中的LC振荡电路通过振荡产生高频信号。
这个信号经过功率放大器放大后,被无线天线辐射出去。
而无线电接收器中的LC振荡电路则用于接收无线信号,并经过解调等处理后转化为有用的信息。
电子时钟电子时钟是我们生活中常见的计时工具。
而LC振荡电路是电子时钟中产生稳定振荡信号的关键。
在电子时钟中,LC振荡电路通过频率稳定的振荡器实现精确的时间计量。
其中,电感和电容元件共同决定了振荡电路的固有频率。
通过精确选择电感和电容的数值,可以实现时钟频率的准确控制。
频率测量仪器频率测量是工程实验和电子设备测试中经常用到的技术。
而LC振荡电路在频率测量仪器中扮演了重要角色。
频率测量仪器中的LC振荡电路可用于产生稳定的参考信号。
这个参考信号与待测信号进行比较,从而能够准确测量待测信号的频率。
因为LC振荡电路的频率稳定性高,所以它常被用作频率测量仪器的标准参考源。
谐振电路谐振电路是一种能够共振特定频率的电路。
在媒体广播、无线电通信以及音频放大器等领域,谐振电路起到了重要的作用。
在谐振电路中,LC振荡电路可用于实现频率选择功能。
lc振荡电路频率计算公式
摘要:
1.LC 振荡电路的概念
2.LC 振荡电路频率计算公式
3.LC 振荡电路的应用
4.结语
正文:
1.LC 振荡电路的概念
LC 振荡电路是一种由电感(L)和电容(C)组成的振荡电路,它能产生高频正弦波信号。
这种电路广泛应用于通信、广播和导航等领域,用于产生稳定的高频信号。
2.LC 振荡电路频率计算公式
LC 振荡电路的频率计算公式为:
f = 1 / (2π√(LC))
其中,f 表示振荡电路的频率,L 表示电感,C 表示电容。
通过这个公式,我们可以计算出LC 振荡电路的频率。
3.LC 振荡电路的应用
LC 振荡电路被广泛应用于各种电子设备中,如收音机、电视机、通信设备等。
例如,在收音机中,LC 振荡电路用于产生本振信号,以便接收和放大广播电台发射的信号。
在电视机中,LC 振荡电路用于产生扫描信号,以便使电视屏幕上的图像进行扫描。
在通信设备中,LC 振荡电路用于产生载波信号,以便将信息传输到远方。
4.结语
LC 振荡电路是一种重要的振荡电路,它能产生高频正弦波信号。
通过使用LC 振荡电路频率计算公式,我们可以计算出电路的频率,从而满足不同应用场景的需求。