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了解RLC電路中的諧振角頻率
如果您的PCB設(shè)計(jì)由串聯(lián)RLC電路組成，則您應(yīng)該了解諧振角頻率，因?yàn)樗菑?span>RLC電路派生的應(yīng)用的基礎(chǔ)。但首先，讓我們看一下RLC電路中存在的元素。
RLC電路具有電阻器，電感器和電容器。它應(yīng)由交流電源驅(qū)動(dòng)。在不同的頻率下，電感器和電容器的特性會(huì)發(fā)生變化。電感電抗由X L =2πfL計(jì)算，而電容電抗由X c = 1 /2πfC給出。X L和X L都由頻率F確定。
術(shù)語(yǔ)角頻率是每單位時(shí)間波形變化率的度量。它以弧度/秒為單位，用符號(hào)ω表示。角頻率的公式為ω=2πf。
共振角頻率是指在特定頻率下X L和X c的振幅相等的條件。感抗和容抗同相相隔180°，并且在諧振角頻率處相互抵消。因此，RLC電路在諧振頻率下的總阻抗由Z = R給出，這意味著該電路變成純電阻性的。
計(jì)算共振角頻率
在諧振頻率下，容抗和感抗具有相同的幅度，但相位相反。
如果角度對(duì)于拍攝自拍照至關(guān)重要，則導(dǎo)出諧振角頻率就是要記住電容和電感抗的振幅相等，但相位相反。兩個(gè)參數(shù)之間的關(guān)系用該方程式表示。
X L = X C
要么
2πfL= 1 /2πfC
將ω=2πf替換為方程式可得出：
ωL= 1 /ωC。
ω 2 = 1 / LC
通過進(jìn)一步簡(jiǎn)化以下等式，可以獲得諧振角頻率：
ω= 1 /√LC
從方程式可以明顯看出，諧振頻率僅取決于電容器和電感器的值。改變或增加電路電阻不會(huì)影響角諧振頻率。
當(dāng)使用具有由上式計(jì)算的值的交流電源時(shí)，串聯(lián)RLC電路會(huì)諧振工作。在諧振時(shí)，電感器和電容器相當(dāng)于短路。因此，總阻抗為最小值，電流為峰值。
RLC電路及其在諧振下的工作能力已在各種應(yīng)用中找到了解決之道。甲帶通濾波器工作于諧振頻率的原理，以允許在選定的頻率的信號(hào)通過，同時(shí)在較高和較低的范圍衰減等。電視接收器和智能手機(jī)也使用相同的原理。
當(dāng)LC元件并聯(lián)配置時(shí)，它可以用作振蕩電路來(lái)穩(wěn)定振蕩器電路。通過諧振操作，阻抗保持最小，能量傳遞達(dá)到最大。
諧振角頻率的帶寬和Q因子
諧振角頻率帶寬根據(jù)Q因子而變化。
除了確定角頻率之外，還有一些參數(shù)在設(shè)計(jì)和分析RLC電路中很重要。在最大幅度下降-3 dB的兩個(gè)點(diǎn)之間測(cè)量的帶寬表示允許通過的頻率范圍。
帶寬可以窄也可以寬，這取決于電路的Q因子。Q因子與帶寬成反比。較高的Q因子會(huì)導(dǎo)致帶寬變窄，反之亦然。
使用合適的PCB設(shè)計(jì)軟件，可以輕松地計(jì)算出諧振角頻率并創(chuàng)建RLC電路。