Калькулятор параллельного колебательного LC-контура

Электрическая цепь, состоящая из соединеных в контур конденсатора емкостью С и катушки индуктивностью L, обладающая сопротивлением R(сопротивление активных потерь в катушке), называется электрическим колебательным контуром. В контуре возникает колебательный процесс ввиду перехода энергии электрического поля в энергию магнитного и наоборот. Реактивные сопротивления индуктивности и емкости зависят от частоты переменного тока. При увеличении частоты реактивное сопротивление индуктивности растет, а емкости падает. При уменьшении частоты, наоборот, индуктивное сопротивление падает, а емкостное — растет. При некоторой частоте ƒ₀, емкостное сопротивление конденсатора и индуктивное сопротивление катушки становятся численно равными: Xc = XL. При этом токи индуктивной и емкостной ветвей также равны, что приводит к возрастанию амплитуды вынужденных колебаний. Режим, возникающий в цепи, состоящей из генератора и параллельно включенных катушки и конденсатора, при равенстве емкостного и индуктивного сопротивлений, называют режимом резонанса токов.

Явление резонанса токов используется в полосовых фильтрах для выделения определенной частоты. Такая схема необходима для работы телевизора, радиоприемника, ёмкостного генератора и т.п.

Расчет частоты резонанса параллельного LC-контура описывается формулами:

X_L =

2πƒL

X_C =

1

 

2πƒC

ƒ₀ =

1

 

2π√LC

X_L — индуктивное реактивное сопротивление, Ом;

X_С — ёмкостное реактивное сопротивление, Ом;

ƒ₀ — резонансная частота, Гц;

Расчет частоты резонанса LC-контура

Введите значения индуктивности и ёмкости конденсатора, чтобы узнать резонансную частоту контура, или введите резонансную частоту генератора, чтобы рассчитать необходимые значения индуктивности и емкости.

IC

IL

Iƒ

мкФнФпФ

ГнмГнмкГн

МГцкГцГц

X_L = X_C = ƒ₀ = φ = °

X_L > X_C Цепь имеет емкостной характер,ее емкостное реактивное сопротивление меньше индуктивного.

Угол фазового сдвига между напряжением генератора и током в контуре приближается к 90°

Чем больше частота генератора отличается от собственной (резонансной) частоты контура, тем больше различаются токи IL и Іс, тем больше реактивный ток в общей части цепи и меньше реактивное сопротивление контура.

Внимание! Производители объединяют элементы в серии или ряды: E6, E12, E24…
Для подбора компонентов будет использована серия E12.

Подбор конденсатора на сайте

Подбор катушки индуктивности на сайте

Обнаружили ошибку или неточность в работе калькулятора? Сообщите нам об этом.

Соблюдайте технику безопасности во время работы с электронными компонентами!

Резонансный lc-контур — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 2

Cтраница 2

Принцип действия параметрического усилителя иллюстрируется фиг. Емкость резонансного LC-контура принудительно изменяется по закону, представленному на фиг. Это приводит к возрастанию напряжения V QIC на конденсаторе, как показано на фиг. Напряжение увеличивается за счет работы изменения расстояния между пластинами конденсатора.  [16]

Однако этот способ не всегда приемлем, так как изменение параметров элементов должно быть одинаковым, и, кроме того, эти элементы должны быть воспроизводимы в массовом производстве. Неправильно сконструированный

резонансный LC-контур может иметь температурный дрейф резонансной частоты порядка 4 — 10 — 5 град-1. Дрейф параметров кварцевого резонатора обычно в 10000 раз меньше.  [17]

Вверху. пассивный полосовой фильтр с хорошими параметрами, построенный из конденсаторов и катушек индуктивности. емкость указана в пф, индуктивность-в мГн. Внизу. экспериментально измеренная характеристика этого фильтра. ( На основе 11 и 12 из статьи Orchard H.J., Sheahan D. F. IEEE journal of solid-state curcuits, SC-5, No. 3 ( 1970.  [18]

Примером этого может служить параллельный резонансный LC-контур. Введение в конструкцию катушек индуктивности дает возможность создать фильтр с любой желаемой близостью участка характеристики в полосе пропускания к горизонтальной прямой в сочетании с резкостью переходной области и крутизной спада вне полосы пропускания. На рис. 5.3 приведены в качестве примера телефонный фильтр и соответствующая характеристика.  [19]

Типичная схема демпфирования.  [20]

Резонансный ключ представляет собой узел схемы, состоящий из полупровод ни ко во го ключа, подключенного к LC-элементам, образующим резонансную цепь, в которой происходит формирование временной диаграммы тока и напряжения силового ключа. Синусоидальный ток, формируемый

резонансным LC-контуром, создает необходимые условия для выключения полупроводникового ключа при нулевом токе, благодаря чему коммутация происходит без больших выбросов напряжения и с минимальными потерями.  [21]

Частотная зависимость входного сопротивления короткозамкнутого отрезка линии.  [22]

При дальнейшем увеличении частоты входное сопротивление становится чисто емкостным, так как значения тангенса отрицательны. Аналогичное явление наблюдается в последовательном резонансном LC-контуре. При дальнейшем повышении частоты рассмотренные выше явления периодически повторяются.  [23]

Экстремальная система с поисковым сканированием. а — блок-схема. б — характеристика объекта управления.  [24]

Во многих радиотехнических устройствах применяются резонансные LC-контуры. Для настройки их в резонанс с частотой входного сигнала х в процессе регулировки на производстве или в процессе эксплуатации применяются автоматические системы настройки различных типов.  [25]

Характерным для них является малое значение магнитной проницаемости, которая почти не зависит от величины индукции. Такие магнитные материалы находят применение в резонансных LC-контурах преобразователей напряжения.  [26]

Помимо этого существенно возрастают собственные шумы, мощность которых прямо пропорциональна полосе пропускания. Поэтому для усиления узкополосных сигналов применяют усилители с резонансными LC-контурами

. Использование резонансных контуров позволяет повысить коэффициент усиления ( за счет резонансного увеличения токов и напряжений) и сузить полосу пропускания до минимально допустимой.  [27]

На рис. 15.11 приведен пример схемы реального генератора синусоидальных колебаний низкой ( звуковой) частоты. Он выполнен на основе усилителя на транзисторах VT1 и VT2, работающего в режиме класса В [22] с трансформаторными связями. В резонансном LC-контуре используется обмотка w2 трансформатора ТЫ, обмотки и, и w, которого включены в коллекторные цепи транзисторов VT1, VT2 усилителя.  [28]

Резонансная LC-схема. широкополосный фильтр.| Узкополосный режекторный LC-фильтр ( ловушка.  [29]

В действительности пик характеристики сглажен за счет потерь в индуктивности и конденсаторе, однако если схема сконструирована хорошо, то эти потери очень невелики. Если же хотят специально сгладить характеристику, то в схему включают дополнительный резистор, ухудшающий добротность контура Q. Такая схема называется параллельным резонансным LC-контуром или избирательной схемой. Чем выше импеданс источника, тем острее пик характеристики; как вы вскоре убедитесь, в качестве источника принято использовать устройство типа источника тока. Коэффициент добротности Q позволяет оценивать характеристику контура: чем больше добротность, тем острее характеристика.  [30]

Страницы:      1    2    3

Что такое резонансный контур LC и каковы функции резонансного контура LC?

Что такое резонансный контур LC и каковы функции резонансного контура LC?

01 Что представляет собой резонансный контур LC

LC-контур представляет собой контур, состоящий из катушки индуктивности L и конденсатора C. В основном существуют последовательные LC-резонансные контуры и LC-параллельные резонансные контуры. В схемах усилителей и других формах обработки сигналов широко используются резонансные цепи серии LC и параллельные резонансные цепи LC.

Запросить микросхему FPGA или полный список спецификаций Запросить сейчас

02 Роль резонансного контура LC

Схема выбора частоты: Схема выбора частоты используется для выбора требуемой частоты сигнала для усиления в широком диапазоне частот, который часто используется в радио, телевидении и схемах синусоидальных генераторов.

Схема поглощения: Схема поглощения используется для поглощения, ослабления или удаления частотного сигнала на большом количестве частот.

Цепь блокировки: Цепь блокировки формируется для предотвращения прохождения сигнала определенной частоты через усилитель или другую схему на большом количестве частот.

Фазосдвигающая схема: Фазосдвигающая схема, использующая параллельную LC-цепь для сдвига фазы сигнала.

03 Эквивалентный метод понимания LC-резонанса

На приведенном ниже рисунке показана простая LC-резонансная схема, в которой L1 является катушкой индуктивности, а C1 — конденсатором.

Рисунок 3.1 Свободный резонансный контур LC

Резонансный процесс LC-контура невидим и недоступен, и его довольно неудобно понимать, поэтому мы можем использовать левое и правое колебание маятника для его моделирования. Схема маятника может быть отнесена к следующему рисунку.

Запросить микросхему ПЛИС или полный список спецификаций Запросить сейчас

Рис. 3.2 Схематическая диаграмма маятника

Иллюстрация: После подачи маятнику начальной энергии маятник будет качаться из стороны в сторону. Если на маятник не действует непрерывная сила, маятник будет качаться со все меньшей и меньшей амплитудой из-за внешнего трения и, наконец, остановится. Как и в LC-контуре, если LC-контуру со свободным резонансом придается начальная энергия, контур будет свободно резонировать, и этот свободный резонанс постепенно снизится до 0, если нет непрерывного внешнего источника энергии.

04 Процессы электромагнитного и магнитно-электрического преобразования в LC-резонансных контурах

Сначала рассмотрим процесс электромагнитного преобразования. Предположим, что вначале конденсатор C1 заряжается и электрическая энергия накапливается в C1, а затем электрическая энергия C1 разряжается на катушку L1. В этом процессе электрическая энергия в конденсаторе С1 преобразуется в магнитную энергию в катушке L1, и если разрядка конденсатора С1 заканчивается, вся энергия сохраняется в катушке L1 в виде магнитной энергии.

Рис. 4.1 Процесс электромагнитного преобразования LC-резонансного контура

После разрядки конденсатора C1 магнитная энергия в катушке L1 начинает заряжать конденсатор C1 за счет генерации тока из самоиндуцируемого потенциала на обоих концах катушки, и это Процесс заряда представляет собой преобразование магнитной энергии в катушке L1 в электрическую энергию в конденсаторе C1.

Запросить микросхему ПЛИС или полный список спецификаций Запросить сейчас

Рис. 4.2 Процесс преобразования магнитного поля в электрическое в LC-резонансном контуре

После зарядки конденсатора C1 напряжение на конденсаторе C1 снова разряжает L1, начиная новый цикл преобразования энергии.

05 Синусоидальные колебания и затухающие колебания LC-резонанса

В предположении отсутствия потерь энергии в конденсаторе С1 и дросселе L1 колебательный ток в резонансном контуре равноамплитудный и синусоидальный.

Рисунок 5.1 Принципиальная схема синусоидальных колебаний

При наличии потерь энергии в конденсаторе и дросселе ток в резонансном контуре не равен по амплитуде, а затухает постепенно.

Рисунок 5.2 Схематическая диаграмма затухающих колебаний

Запросить микросхему ПЛИС или полный список спецификаций Запросить

06 Частота колебаний LC-резонанса

Во время LC-резонанса конденсатор C1 постоянно и многократно заряжается и разряжается с периодом, называемым период колебаний, который также может быть описан частотой колебаний. После определения размеров L1 и C1 определяется резонансная частота, и мы называем эту резонансную частоту собственной частотой или собственной частотой. Резонансная частота f0 определяется следующим уравнением.

Независимо от того, является ли LC параллельным резонансным контуром или последовательным резонансным контуром, формула для расчета его резонансной частоты одинакова.

резонанс. Почему в этой LC-резонансной схеме такой низкий выходной сигнал?

спросил 2 года 9 месяцев назад

Изменено 2 года, 9 месяцев назад

Просмотрено 591 раз

\$\начало группы\$

159,2 Гц — резонансная частота. Разве выход не должен быть как минимум таким же, как и вход при резонансе?

РЕДАКТИРОВАТЬ: Я надеялся увидеть усиление напряжения, когда схема находилась в резонансе без использования каких-либо активных компонентов , даже батарей, используя только входной сигнал . Теперь вижу, что в показанной схеме это невозможно из-за КВЛ и диодного падения. Но я чувствую, что это должно быть возможно с каким-то другим хитрым геометрическим перестановка в цепи, потому что, если мы слегка коснемся колебания на резонансной частоте, амплитуда будет увеличена до сколь угодно большого значения.

В показанной схеме входной сигнал подает небольшие импульсы тока на LC-бак на резонансной частоте. Поскольку LC-цепь не может рассеивать мощность, вся энергия расходуется диодом?

^{имитация этой схемы – Схема создана с помощью CircuitLab}

• резонанс

\$\конечная группа\$

1

\$\начало группы\$

РЕДАКТИРОВАТЬ: я надеялся увидеть усиление напряжения, когда цепь была в резонанс без использования каких-либо активных компонентов, даже батареек, используя только входной сигнал. Теперь я вижу, что это невозможно в показанная схема из-за КВЛ и диодного падения.

Конечно, вы можете получить увеличение напряжения с помощью лишь незначительной настройки вашей схемы. Рассмотрим этот фильтр нижних частот 2-го порядка: —

Его частотная и ступенчатая характеристики: —

Картинки из этого он-лайн калькулятора.

С показанными значениями (значения по умолчанию, которые вы можете изменить — я изменил значение R), я получаю увеличение напряжения на 40 дБ (100 раз) при резонансе.

Есть много вариаций на эту тему, включая высокие частоты и полосы пропускания, но за это приходится платить. Эта цена позволяет управлять жестким сигналом напряжения на входе.

Другая версия, обеспечивающая умножение высокого напряжения: —

\$\конечная группа\$

14

\$\начало группы\$

Разве выходной сигнал не должен быть как минимум таким же, как и входной сигнал при резонансе?

Нет.