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  • RC串联电路

    千次阅读 2015-02-05 09:57:02
    图6-9所示是RC串联电路,RC串联电路由一个电阻Rl和一个电容Cl... 1.RC串联电路电流特性  (1)电流特性。由于有电容的存在,电路中是不能流过直流电流的,但是可以流过交流电流,所以这一电路用于交流电路中。  (2)
    图6-9所示是RC串联电路,RC串联电路由一个电阻Rl和一个电容Cl串联而成。在串联电路中,电容Cl在电阻Rl后面或在电阻Rl前面是一样的,因为串联电路中流过各元器件的电流相同。 
    

                      
        1.RC串联电路电流特性
        (1)电流特性。由于有电容的存在,电路中是不能流过直流电流的,但是可以流过交流电流,所以这一电路用于交流电路中。
        (2)综合特性。这一串联电路具有纯电阻串联和纯电容串联电路综合起来的特性。在交流电流通过这一电路时,电阻和电容对电流都存在着阻碍作用,其总的阻抗是电阻和容抗之和。
        2.RC串联电路阻抗特性
        图6-10所示是RC串联电路的阻抗特性曲线,图中x轴方向为频率,y轴方向为这一串联网络的阻抗。

                       
        从曲线中可看出,曲线在频率fo处改变,这一频率称为转折频率,这种RC串联电路只有一个转折频率fo。
        在进行RC串联电路的阻抗分析时要将输入信号频率分成两种情况。
        (1)输入信号频率j>fo情况。图6-11是输入信号频率高于转折频率时的示意图,当输入信号频率f>fo时,整个RC串联电路总的阻抗不变了,这是因为当输入信号频率高到一定程度后,电容Cl的容抗小到几乎为零,可以忽略不计,而电阻Rl的阻值是不随频率变化而变化的,所以此时无论频率是否在变化,总的阻抗不变而为R1。

                       
        (2)输入信号频率f<fo情况。图6-12是输入信号频率低于转折频率时的示意图。当输入信号频率f<fo时,由于交流电的频率低了,电容Cl的容抗大了,大到与电阻Rl的值相比较不能忽略的程度,所以此时要考虑Cl容抗的存在。

                          
        图6-13是这种RC串联电路转折频率示意图,这一RC串联电路只有一个辖折频率fo,计算公式如下:   fo=1/2πR1c1

                         
        当电容Cl的容量取得较大时,转折频率fo很小,具体讲如果转折频率低于交流信号的最低频率,则此时该串联电路对信号的总阻抗基本等于R1,在一些耦合电路中用到这种情况的RC串联电路。
        3.故障检测方法
        关于RC串联电路故障检测总的思路是:与电阻串联电路故障检测思路一样,当电路中有1只元器件出现开路故障时,这一电路将无电流:当Cl短路,电路的阻抗将不随频率变化而变化,只有电阻Rl起电阻作用。
        由于这一电路中元器件比较少,如果怀疑电路中R1和Cl出现故障,可以直接更换这2只元器件。

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    LC串联谐振电路回路广泛地用于超外差收音机的选频电路之中,如输入回路、变频电路、中频电路等。

    LC
    串联谐振电路回路的性能及特点。
    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路
    上图为一LC串联谐振电路,其中R表示线圈L的损耗电阻。该电路的交流阻抗为
    Z=R j
    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路),当回路发生谐振时,LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路=0,故回路的谐振频率为:
    f0=LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路


    该串联电路谐振时的特点是,回路的阻抗最小且Z0R;信号电压一定时,回路的电流最大且I0Vs/R;电感或电容两端的电压最大,且是信号电压的QQ的定义为:

    Q
    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    Q
    叫回路的品质因数。



    LC
    串联选频电路的幅频特性、通频带和选择性。

    1. LC
    串联谐振电路回路电流的幅频特性
    由上图知,该电路的电流

    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    为方便起见,通常用电流的相对比值(称归一化)来表示串联回路电流的幅频特性:

    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    利用上式可画出下图的幅频特性曲线(即谐振曲线)。

    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    从曲线看出:Q值愈大,曲线愈尖锐,回路的选择性愈好。



    2. LC
    串联电路回路的通频带
    在谐振频率附近,f
    f0=[
    2f
    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    上式代入式LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路可得

    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    满足aLC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路(0.707)的频率认为可以通过回路,通过回路的频率范围称通频带,通频带的宽度用B表示,

    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    由此可见: Q值越低,通频带越宽,Q值越高,通频带越窄。



    3. LC
    串联谐振电路回路的选择性
    回路的选择性通常用谐振曲线的矩形系数Kr来表示,如图Z1004所示,Kr定义为a下降到0.1时的频宽B0.1a下降到0.7时频宽B0.7的比值,即

    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路


    R
    LC串联回路的矩形系数为:

    LC串联电路-LC串联谐振电路-LC串联选频电路

    理想矩形系数Kr=1,而LC串联回路谐振曲线矩形系数较大,因此选择性较差。

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串联电路的电流特点