Какова добротность резонансного контура? Ухань СВВ специализируется на производствепоследовательные резонансные устройства, с широким выбором продукции и профессиональными электрическими испытаниями. Когда ищешьпоследовательные резонансные устройства, выберите Ухань СВВ
Резонансные контуры имеют широкий спектр применения в электронной технике. Характеристики резонансного контура тесно связаны с его добротностью (т.е. значением добротности). Чтобы получить значение добротности контура, следует начать с его определения, чтобы иметь более глубокое понимание значения значения добротности и более полное понимание характеристик резонансных контуров. При исследовании различных резонансных контуров часто используют значение добротности контура Q. Так что же такое значение Q? Ниже мы предоставим подробное обсуждение.
Первоначальное определение добротности определяется энергией, которая представляет собой соотношение преобразования между энергиями в цепи, то есть эффективность накопления энергии в цепи. Физический смысл добротности можно ясно выразить из определения добротности энергии, имеющей универсальное значение для различных схем.
Для расчета добротности простых последовательных и параллельных цепей RLC мы можем напрямую применить формулу определения добротности в последовательных и параллельных цепях RLC, но для несколько более сложных резонансных цепей RLC эти формулы больше не применимы. Самое примитивное определение добротности, а именно определение энергии, должно быть добротностью любого резонансного контура, который можно вычислить, но оно может быть довольно громоздким.
На рисунке 1 показан последовательный резонансный контур, состоящий из конденсатора C, дросселя L, сопротивления утечки конденсатора и линейного сопротивления дросселя R. Комплексное сопротивление Z этого контура представляет собой сумму комплексных сопротивлений трех компонентов.
Рисунок 1
Z=R+jωL+(-j/ωC)=R+j(ωL-1/ωC) ⑴
Сопротивление R в приведенном выше уравнении представляет собой действительную часть комплексного числа, а разница между индуктивным реактивным сопротивлением и емкостным реактивным сопротивлением представляет собой мнимую часть комплексного числа. Мы называем мнимую часть реактивным сопротивлением, обозначаемым X, а ω — угловой частотой приложенного сигнала.
Когда X=0, схема находится в резонансном состоянии, где индуктивное и емкостное реактивное сопротивление компенсируют друг друга, т.е. мнимая часть в уравнении ⑴ равна нулю, что приводит к минимальному полному сопротивлению в цепи. Таким образом, ток достигает максимального значения, и схема теперь представляет собой цепь чисто резистивной нагрузки, где напряжение и ток в цепи синфазны. Когда цепь резонирует, ее емкость равна ее индуктивности, поэтому эффективное напряжение на конденсаторе и катушке индуктивности должно быть равным:
Действующее значение напряжения на конденсаторе UC=I * 1/ω C=U/ω CR=QU Добротность Q=1/ω CR, где I - полный ток цепи.
Действующее значение напряжения на дросселе UL=ω LI=ω L * U/R=QU Добротность Q=ω L/R
Потому что UC=UL, Q=1/ω CR=ω L/R
Отношение напряжения на конденсаторе к приложенному сигнальному напряжению U UC/U=(I * 1/ω C)/RI=1/ω CR=Q Отношение напряжения на дросселе к приложенному сигнальному напряжению U UL/U=ω LI/RI=ω L/R=Q
Из приведенного выше анализа видно, что чем выше добротность цепи, тем выше напряжение на дросселе или конденсаторе по сравнению с приложенным напряжением.
Заключение
Энергетическое определение добротности ясно выражает физический смысл добротности и имеет универсальное значение для различных схем. Однако использовать его для решения добротности более сложных резонансных контуров достаточно сложно, даже сложно. Определение добротности последовательных и параллельных резонансных контуров определяется непосредственно с точки зрения параметров контура. Это определение полезно для расчета коэффициента качества, но с точки зрения понимания оно не так ясно, как энергетическое определение коэффициента качества, что облегчает понимание его физического смысла. Из доказательства в первой части мы видим, что определение добротности последовательных и параллельных резонансных контуров может быть получено из энергетического определения добротности, и они эквивалентны друг другу. Простая формула расчета для получения добротности любого резонансного контура, приведенная в этой статье, эффективна для вывода формулы расчета добротности различных резонансных цепей с сосредоточенными параметрами, особенно для более сложных резонансных цепей. Пока получены эквивалентные сопротивление, индуктивность и емкость цепи в условиях резонанса, расчет добротности последовательного резонансного контура может быть непосредственно применен для получения добротности цепи. Этот метод прост и удобен в реализации, особенно для решения сложных схем, демонстрируя большое превосходство.