微波射频学习笔记8--------RLC谐振电路

RLC谐振
一、关于谐振的各种解释：

1. 当外力作用频率与系统固有振荡频率相同或很接近时，振幅急剧增大的现象。产生谐振时的频率称“谐振频率”。
2. 包含电容和电感及电阻元件的无源一端口网络，其端口可能呈现容性、感性及电阻性，当电路端口的电压U和电流I，出现同相位，电路呈电阻性时。称之为谐振现象，这样的电路，称之为谐振电路。
3. 谐振的实质是电容中的电场能与电感中的磁场能相互转换，此增彼减，完全补偿。电场能和磁场能的总和时刻保持不变，电源不必与电容或电感往返转换能量，只需供给电路中电阻所消耗的电能。
4. 在物理学里，有一个概念叫共振，当驱动力的频率和系统的固有频率相等时，系统受迫振动的振幅最大，这种现象叫共振。电路里的谐振其实也是这个意思：当电路中激励的频率等于电路的固有频率时，电路的电磁振荡的振幅也将达到峰值。
   以上各种解释都是正确的，只是从不同角度的解读。

二、RLC谐振电路
谐振是正弦电路中可能发生的一种特殊现象。由于回路在谐振状态下呈现某些特征，因此在工程中特别是电子技术中有着广泛的应用，但在电力系统中却常要加以防止。
1.串联谐振电路/电压谐振

当电路内平均存储的磁能和电能相等时，产生谐振，即容抗=感抗：
谐振频率f0=1/（2π）；
角频率ω0=2πf0；
品质因数Q值=1/（ω0RC），损耗低意味着Q值高，Q值高，频率选择性越好，通带越窄，带外抑制越好；
带宽BW=f0/Q，所以Q值高意味着带宽窄；
此电路上，电感和电容电压远远大于回路电压，UL和UC=QU回路。
此谐振，电路阻抗最小，且为纯电阻，Z0=R。

谐振频率点f0，此时电容电感抵消，对外相当于一条导线，相当于短路。

2.并联谐振电路/电流谐振

（图上G应该不是写错了，似乎这个电路也叫GLC并联电路，都是对的，但LC一定要并联）
当电压和电流同相时，产生谐振：
谐振频率f0=1/（2π）；
角频率ω0=2πf0；
品质因数Q值=1/（ω0RC），损耗低意味着Q值高，Q值高，频率选择性越好，通带越窄，带外抑制越好；
带宽BW=f0/Q，所以Q值高意味着带宽窄；
此电路上，电感和电容电流远远大于回路电压，IL和IC=QI回路。
此谐振，回路导纳最小，且为纯电导，回路阻抗最大，Z0=L/RC