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LC串聯(lián)諧振是否需要徹底避免?

硬件攻城獅 ? 來源:硬件攻城獅 ? 2024-04-29 14:25 ? 次閱讀

一個電感+一個電容串聯(lián),在某個特定的頻率,就會發(fā)生諧振,這個就是諧振頻率。

菜鳥都看得懂的LLC諧振知識

4a885534-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

那么,噪聲是如何被放大的?

4aa17df2-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

當(dāng)輸出與輸入的比值,即增益。如果增益>1,那就說明被放大了。

4ab3a4be-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

如上圖,1uH為電感,1uF電容的增益。

在低頻的狀態(tài)下,增益基本為1,即不放大不衰減。

在諧振頻率處,有一個非常高的尖峰。

在這里設(shè)定的器件為理想器件,從理論上來講尖峰為窮大,諧振頻率旁的增益是非常高的。

當(dāng)頻率比較高時,隨著頻率的升高,增益會下降,也就是衰減了信號。

如果將諧振頻率處的增益降到0.7左右,那就是很不錯的低通濾波器了。

不過,電感和電容都是非耗能器件,如果沒有電阻器件的引入,在諧振頻率處,增益會等于無窮大。

這里有個問題:為什么有時使用LC濾波器效果反而更差?

由于濾波電路是需要接負(fù)載的,信號濾波以后接入了負(fù)載,增益會變得不一樣,如下圖:加入了負(fù)載。

4acb3476-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

加入負(fù)載后不同RL的增益曲線:

4ae8b23a-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

當(dāng)負(fù)載電阻越小,諧振處的增益就越小,噪聲放大(諧振引起)的可能性就越小。

在實(shí)際電路中的負(fù)載有低阻和高阻之分。相對來講低阻負(fù)載不太容易發(fā)生加入濾波器效果更差的情況。

由于負(fù)載的不同,會出現(xiàn):同樣的LC濾波器在加入不同的電路出現(xiàn)了不同的效果,可能效果更好,也可能效果更差。

因此,負(fù)載阻抗越低,越不容易產(chǎn)生尖峰。

除了負(fù)載阻抗的影響,噪聲源內(nèi)阻在諧振電路中也有很大關(guān)系。

實(shí)際應(yīng)用中,噪聲型號是有一定內(nèi)阻的。

(根據(jù)內(nèi)阻不同加入內(nèi)阻參量)

4b0573b6-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

如圖,為排除負(fù)載電阻的影響,將其設(shè)為高阻態(tài):統(tǒng)一RL=1MΩ,以不同Rs來分析。

4b1cb724-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

得出:內(nèi)阻越大,越不容易產(chǎn)生尖峰,內(nèi)阻越小則相反。

此外,電感和電容值也存在影響,如下圖:

4b36eed2-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

得出:電容增大,尖峰變小。

也就是說,當(dāng)遇到諧振引起噪聲變大時,增大電容可以適當(dāng)降低噪聲。

不過注意,當(dāng)尖峰變小,僅僅只是最高點(diǎn)變小了,但卻引起了諧振的頻率的降低,新的諧振點(diǎn)要比原來的增益更高。

也就是說如果噪聲正好在這個頻率段,那改變后的效果可能就變得更差。

那如果我們加入更大的電容呢?

比如將電容加到100uF,如果諧振點(diǎn)都沒有放大作用,那么基本整個頻段都沒有放大作用了。

具體加入多大的電容能夠避免尖峰的出現(xiàn),其實(shí)跟信號源內(nèi)阻Rs,負(fù)載阻抗RL、電感L有一定關(guān)系。

當(dāng)內(nèi)阻RS從0.1增加到1,電容不用增大到100uF,保持原來的1uf也不會出現(xiàn)尖峰了。

4b5f7fbe-05e9-11ef-a297-92fbcf53809c.png

得出:減小電感,可以降低尖峰的高度。

因此,大部分的電路想要降低尖峰,都可以通過增大電容或者減小電感。如果是使用LC濾波器發(fā)生了噪聲變大,可以增大電容或者減少電感。

串聯(lián)諧振電路的特點(diǎn):

1.阻抗呈電阻性,阻抗最小,電流最大

2.電感和電容兩端的電壓達(dá)到最大

審核編輯:黃飛

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原文標(biāo)題:LC串聯(lián)諧振要杜絕嗎?這篇詳細(xì)講解真絕了......

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