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rlc串联谐振电路仿真分析

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电力技术来源：鼎升电力z   发布时间：2016-06-17 00:00:00   阅读量：956 次
摘要：rlc串联谐振电路仿真  串联谐振

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串联谐振装置串联谐振装置

串联谐振电路仿真分析首先要从串联谐振电路原理开始，在电阻、电感及电容所组成的串联电路内，当容抗XC与感抗XL相等时，即XC=XL，电路中的电压U与电流I的相位相同，电路呈现纯电阻性，这种现象叫串联谐振。当电路发生串联谐振时电路的阻抗Z=√R^2 +(XC-XL)^2=R，电路中总阻抗最小，电流将达到最大值。

1、创建串联谐振电路。从元器件库中选择电压源、电阻、电容、电感连接成串联谐振电路，如图1所示；选择频率特性仪XBP1，将其输入端和电源连接，输出端和负载连接 。

2、串联谐振电路的相频特性：在Mode选项组中单击Phase（相频特性）按钮，可得到该电路的相频特性。

3、从串联谐振电路的相频特性可以看出，电路的以谐振频率f0为分界点，当信号频率低于f0时，相位超前；当信号频率高于f0时，相位滞后。因为当信号频率低于f0时，整个电路呈容性，电流相位（负载电阻上的电压相位）超前于电压（外加电源）的相位；而当信号频率高于f0时，整个电路呈感性，电流相位（负载电阻上的电压相位）滞后于电压（外加电源）的相位。该仿真结果与理论分析一致。

4、串联谐振电路的幅频特性。单击运行（RUN）按钮，双击频率特性仪XBP1的图标，在Mode选项组中单击Magnitude（幅频特性）按钮，可得到该电路的幅频特性，如图2所示。 从电路的幅频特性可以看出，电路的谐振频率f0=1.605 kHz。在信号频率接近f0时幅值（增益）很大，而远离时增益却大大减少。电路的电源所选频率为1 kHz，若选择其他频率，该电路的幅频特性不变。

5、串联谐振电路的品质因素Q值和电路的选择性关系：在保持串联谐振频率不变的情况下，即L，C不变，改变元件参数，可改变电路的品质因素Q值。在如图1所示的电路中R=1 kΩ，L=1 H，C=1 μF，则Q=[1RLC=1，]对应的幅频特性如图2所示，若选择电容C1=1 μF，电感L1=1 H电阻R1=100 Ω，则Q=[1RLC=10，]仿真得到幅频特性如图4所示。从幅频特性图可以看出，对于RLC串联谐振电路来说，不同的Q值对应的幅频特性曲线不同，Q值越大，对应的幅频特性曲线越尖，电路的选择性越好，若用串联选择电路作为无线电检波电路，其灵敏度越高，抗干扰能力就越低；Q值越小，对应的幅频特性曲线越钝，电路的选择性变差，若作为无线电检波电路，其灵敏度降低，但它的抗干扰能力会提高，所以串联谐振电路的Q值大小，要根据具体的应用情况具体选择。

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