RLC串联谐振频率及其计算公式2009-04-2109:51串联谐振就是指所研究得串联电路部分得电压与电流达到同相位,即电路中电感得感抗与电容得容抗在数值上时相等得,从而使所研究电路呈现纯电阻特性,在给定端电压得情况下,所研究得电路中将出现最大电流,电路中消耗得有功功率也最大、1、谐振定义:电路中L、C两组件之能量相等,当能量由电路中某一电抗组件释出时,且另一电抗组件必吸收相同之能量,即此两电抗组件间会产生一能量脉动。2、电路欲产生谐振,必须具备有电感器L及电容器C两组件。3、谐振时其所对应之频率为谐振频率(resonance),或称共振频率,以fr表示之。4、串联谐振电路之条件如图1所示:当Q=Q?I2XL=I2XC也就就是XL=XC时,为R-L-C串联电路产生谐振之条件。图1串联谐振电路图5、串联谐振电路之特性:(1)电路阻抗最小且为纯电阻。即Z=R+jXL?jXC=R(2)电路电流为最大。即(3)电路功率因子为1。即(4)电路平均功率最大。即P=I2R(5)电路总虚功率为零。即QL=QC?QT=QL?QC=06、串联谐振电路之频率:(1)公式:(2)R-L-C串联电路欲产生谐振时,可调整电源频率f、电感器L或电容器C使其达到谐振频率fr,而与电阻R完全无关。7、串联谐振电路之质量因子:(1)定义:电感器或电容器在谐振时产生得电抗功率与电阻器消耗得平均功率之比,称为谐振时之品质因子。(2)公式:(3)品质因子Q值愈大表示电路对谐振时之响应愈佳。一般Q值在10～100之间。8、串联谐振电路阻抗与频率之关系如图(2)所示:(1)电阻R与频率无关,系一常数,故为一横线。(2)电感抗XL=2πfL,与频率成正比,故为一斜线。(3)电容抗与频率成反比,故为一曲线。(4)阻抗Z=R+j(XL?XC)当f=fr时,Z=R为最小值,电路为电阻性。当f＞fr时,XL＞XC,电路为电感性。当f＜fr时,XL＜XC,电路为电容性。当f=0或f=∞时,Z=∞,电路为开路。(5)若将电源频率f由小增大,则电路阻抗Z得变化为先减后增。9、串联谐振电路之选择性如图(3)所示:(1)当f=fr时,,此频率称为谐振频率。(2)当f=f1或f2时,,此频率称为旁带频率、截止频率或半功率频率。(3)串联谐振电路之选择性:电路电流最大值变动至倍电流最大值时,其所对应得两旁带频率间之范围,即为该电路之选择性,通常称为频带宽度或波宽,以BW表示。公式:(4)当f=f1或f2时,其电路功率为最大功率之半,故截止频率又称为半功率频率。公式:(5)f2>fr称为上限截止频率,f1<fr称为下限截止频率。公式:(6)若将电源频率f由小增大,则电路电流I得变化为先增后减,而质量因子Q值越大,其曲线越尖锐,即频带宽度越窄,响应越好,选择性越佳。(7)当频带宽度BW很宽,表示质量因子Q值很低;若Q＜10时,上列公式不适用,此时谐振频率为。1F=1E6uF=1E9nF="1E12"pF1H=1E3mH="1E6"uH="1E9"nH一般电容得电感就是5uH,3个磁全就是6uH关于旁路电容与耦合电容从电路来说,总就是存在驱动得源与被驱动得负载、如果负载电容比较大,驱动电路要把电容充电、放电,才能完成信号得跳变,在上升沿比较陡峭得时候,电流比较大,这样驱动得电流就会吸收很大得电源电流,由于电路中得电感,电阻(特别就是芯片管脚上得电感,会产生反弹),这种电流相对于正常情况来说实际上就就是一种噪声,会影响前级得正常工作、这就就是耦合、去藕电容就就是起到一个电池得作用,满足驱动电路电流得变化,避免相互间得耦合干扰、旁路电容实际也就是去藕合得,只就是旁路电容一般就是指高频旁路,也就就是给高频得开关噪声提高一条低阻抗泄防途径、高频旁路电容一般比较小,根据谐振频率一般就是0、1u,0、01u等,而去耦合电容一般比较大,就是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流得变化大小来确定、旁路就是把输入信号中得干扰作为滤除对象,而去耦就是把输出信号得干扰作为滤除对象,防止干扰信号返回电源、这应该就是她们得本质区别、去耦电容在集成电路电源与地之间得有两个作用:一方面就是本集成电路得蓄能电容,另一方面旁路掉该器件得高频噪声、数字电路中典型得去耦电容值就是0、1μF、这个电容得分布电感得典型值就是5μH、0、1μF得去耦电容有5μH得分布电感,它得并行共振频率大约在7MHz左右,也就就是说,对于10MHz以下得噪声有较好得去耦效果,对40MHz以上得噪声几乎不起作用、1μF、10μF得电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声得效果要好一些、每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10μF左右、最好不用电解电容,电解电容就是两层薄膜卷起来得,这