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在含有電阻、電感和電容的交流電路中，電路兩端電壓與其電流一般是不同相的，若調節電路參數或電源頻率使電流與電源電壓同相，電路呈電阻性，稱這時電路的工作狀态為諧振。

諧振現象是正弦交流電路的一種特定現象，它在電子和通訊工程中得到廣泛應用，但在電力系統中，發生諧振有可能破壞系統的正常工作。

諧振一般分串聯諧振和并聯諧振。顧名思義，串聯諧振就是在串聯電路中發生的諧振。并聯諧振就是在并聯電路中發生的諧振。

串聯諧振

簡介

在電阻、電感及電容所組成的串聯電路内，當容抗XC與感抗XL相等時，即XC=XL，電路中的電壓U與電流I的相位相同，電路呈現純電阻性，這種現象叫串聯諧振。當電路發生串聯諧振時電路中總阻抗最小，電流将達到最大值。

串聯諧振發生的條件

一個串聯電路中，要想發生諧振，需要滿足一定的條件。

當，即：時，，這時，電壓與電流同相,電路中發生串聯諧振。

由，可得，則諧振頻率就是。

串聯諧振電路特點

● 總阻抗值最小

● 電源電壓一定時，電流最大

● 電路呈電阻性，電容或電感上的電壓可能高于電源電壓

諧振時電路中的能量變化

電路向電源吸收的 Q=0 ，諧振時電路能量交換在電路内部的電場與磁場間進行。電源隻向R提供能量。

高電壓可能會損壞設備。在電力系統中應避免發生串聯諧振。而串聯諧振在無線電工程中有廣泛應用。

串聯諧振電路的應用

利用串聯諧振産生工頻高電壓，應用在高電壓技術中，為變壓器等電力設備做耐壓試驗，可以有效的發現設備中危險的集中性缺陷，是檢驗電氣設備絕緣強度的最有效和最直接的方法。應用在無線電工程中，常常利用串聯諧振以獲得較高的電壓。

在收音機中，常利用串聯諧振電路來選擇電台信号，這個過程叫做調諧，下圖即為其典型電路。

當各種不同頻率信号的電波在天線上産生不同頻率的電信号，經過線圈1L感應到線圈2L。如果振蕩電路對某一信号頻率發生諧振時，回路中該信号的電流最大，則在電容器兩端産生一高于此信号電壓Q倍的電壓CU。而對于其它各種頻率的信号，因為沒有發生諧振，在回路中電流很小，從而被電路抑制掉。所以，可以改變電容C，以改變回路的諧振頻率來選擇所需耍的電台信号。

并聯諧振

簡介

在電感和電容并聯的電路中，當電容的大小恰恰使電路中的電壓與電流同相位，即電源電能全部為電阻消耗，成為電阻電路時，叫作并聯諧振。

并聯諧振是一種完全的補償，電源無需提供無功功率，隻提供電阻所需要的有功功率。諧振時，電路的總電流最小，而支路的電流往往大于電路的總電流，因此，并聯諧振也稱為電流諧振。

發生并聯諧振時，在電感和電容元件中流過很大的電流，因此會造成電路的熔斷器熔斷或燒毀電氣設備的事故；但在無線電工程中往往用來選擇信号和消除幹擾。

并聯諧振發生條件

在以下兩類電路中

發生并聯諧振時，

（a）

由，

可得，

則諧振頻率就是

（b）

可得：

一般情況下，線圈電阻R遠遠小于XL,因此，忽略R得到，即得諧振頻率。

并聯諧振電路的特點

● 電壓一定時，諧振時電流最小

● 總阻抗最大

● 電路呈電阻性，支路電流可能會大于總電流

并聯諧振電路的應用

LC并聯諧振回路在通信電子電路中的應用由它的特點決定。具體來說，主要包括三大類，其一是工作于諧振狀态，作為選頻網絡應用，此時呈現為大的電阻，在電流的激勵下輸出較大的電壓；其二是工作于失諧狀态，此時呈現為感性或容性，與電路中其他電感和電容一起，滿足三點式振蕩電路的振蕩條件，形成正弦波振蕩器；其三是工作于失諧狀态，即工作于幅頻特性曲線或相頻特性曲線的一側，實現幅頻變換、頻幅變換以及頻相變換、相頻變換，構成角度調制與解調電路。

1、用作選頻匹配網絡的LC并聯諧振回路

選頻即從輸入信号中選擇出有用頻率分量而抑制掉無用頻率分量或噪聲。在通信電子電路中，LC并聯諧振回路作為選頻網絡而使用是最普遍的，它廣泛地應用于高頻小信号放大器、丙類高頻功率放大器、混頻器等電路中。這些電路的共同特點是：LC諧振回路不僅是一種選頻網絡，通過變壓器連接方式，還起到阻抗變換的作用，減小放大管或負載對諧振回路的影響，可獲得較好的選擇性。

高頻小信号選頻放大器用來從衆多的微弱信号中選出有用頻率信号加以放大，并對其他無用頻率信号予以抑制，它廣泛應用于通信設備的接收機中。單調諧放大器電路及交流通路如下圖所示。

上圖中，LC并聯諧振回路作為晶體管集電極負載，它調諧于放大器的中心頻率。在聯接方式上，LC回路通過自耦變壓器與本級集電極電路進行聯接，與下一級的聯接則采用變壓器耦合。

2、作為電容構成泛音晶體振蕩器的LC并聯諧振回路

在外加交變電壓的作用下，石英晶片産生的機械振動中，除了基頻的機械振動外，還有許多奇次頻率的泛音。當需要工作頻率很高的晶體振蕩器時，多使用泛音晶體振蕩器。下圖所示為泛音晶體振蕩器。

上圖中石英晶體與CL支路呈電感特性，以石英晶體、C2以及L1C1回路一起構成三點式振蕩器，根據三點式振蕩器的組成原則(射同它異)，L1C1諧振回路應呈容性。假定圖中石英晶體工作在5次泛音頻率上，标稱頻率為5 MHz，為了抑制基頻和3次泛音的寄生振蕩，L1C1回路應調諧在3次和5次泛音頻率之間，即3～5 MHz之間。由圖(b)所示的L1C1諧振回路電抗特性曲線可知，對于5次泛音頻率5 MHz，L1C1回路呈容性，電路滿足三點式振蕩條件，可以振蕩。對于小于L1C1回路諧振頻率的基波和3次諧波，回路呈電感特性，不符合射同它異的組成原則，不能産生振蕩。對于7次及7次以上的泛音，雖然L1C1回路也呈容性，但此時的等效電容過大，振幅起振條件不能滿足，振蕩也無法産生。

3、實現幅頻變換和頻相轉換功能的LC并聯諧振回路

LC并聯諧振回路阻抗的相頻特性是一條具有負斜率的單調變化曲線，利用曲線中，線性部分可以進行頻率與相位的線性轉換，這主要應用在相位鑒頻電路中；同樣，LC并聯諧振回路阻抗的幅頻特性曲線中的線性部分也可以進行頻率與幅度的線性轉換，因而在斜率鑒頻電路中也得到了應用。

以斜率鑒頻器為例，如圖所示，圖(a)是諧振回路的輸入電流與輸出電壓。圖(b)是其中的頻率一振幅變換原理。圖(c)為單失諧回路鑒頻器原理圖。

調頻信号的電流是等幅、頻率随調制信号變化的電流。當此電流通過斜率鑒頻器的頻率一振幅變換網絡時，由于LC并聯諧振網絡的中心頻率為f0，輸入的高頻信号使LC網絡一直處于失諧狀态，即工作于諧振曲線上以A為中心的BC之間的區域。當輸入信号頻率增大時，工作點由A向C移動，對應的輸出電壓由Uma減小為Umc；反之，當輸入信号頻率減小時，工作點由A向B移動，對應的輸出電壓由Uma增大為Umb。當輸入信号最大頻偏△f變化不大時，線段BC很短，可近似看作直線，因此它所産生的頻率-振幅變換作用是線性，輸出電壓振幅的變化與輸入信号頻率的變化呈線性關系。因此網絡可以将等幅的調頻信号變成調幅-調頻信号，該信号再經過二極管包絡檢波器就能夠解調出輸出信号。

參考自21ic電子網

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