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并联谐振中如何确定和使用RLC电路

关键的外卖

  • 什么是平行共振的RLC电路?

  • 并行RLC谐振电路如何用于PCBA设计?

  • 如何在并联谐振电路中设计RLC电路。

网络安全的概念图

阻止未经授权的访问。

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对于PCBA的设计来说,数据的安全性也是一个问题,特别是与设计数据情报以及董事会何时转移、处理和/或接收医疗数据。然而,对于工程师和电路板设计师来说,更大的问题是确保传递正确的信号,而拒绝所有其他的信号。这通常与设计并行阻抗相结合,以便在通带中心频率处实现共振和最大功率传输。让我们首先定义什么是共振,然后讨论如何最好地设计并行RLC电路,以利用它实现最佳信号传输。


什么是并联RLC电路的共振?

一般来说,共振可以被定义为一个点或状态,在这个点或状态上,一个外部施加的力处于或非常接近于一个物体或系统的固有频率。对于电路来说,这种状态具有非常重要的意义,是许多类型的电气元件、器件和产品设计的基础。对于并联的RLC电路,谐振可以有三种定义方式,如下所示:

  1. 在统一功率因数

P / S在最大。

  1. 在最大平行阻抗处。

并联阻抗公式在最大。

  1. 电抗:感应电抗和容抗在大小上相等的频率

感应电抗和容性电抗大小相等的频率公式

理想情况下,上述三种情况都发生在相同的谐振频率下。对于真实的电路和PCBAs,由于元器件、材料和痕迹的物理特性,可能会有轻微的差异。因此,后一种定义可能是用于电路板设计的最佳标准,并可用于任何特定的电路使用类型。

并行RLC谐振在电路板上的常用用法

几乎没有限制可以设计的不同配置,其中包含一些并联的电阻、电感和电容的组合。许多特定的组合可以作为设计特殊电路的模型。其中许多是不同顺序或类型的过滤器。常见的设计有巴特沃斯、切比雪夫和贝塞尔滤波器。如果我们限制自己的情况下,只使用一个电阻,电感和电容,那么设计是带通滤波器,如下图所示。

RLC并联谐振电路滤波器原理图示例

简单RLC电路带通滤波器示例。

带通滤波器,顾名思义,是设计用来通过特定带宽的频率。并联RLC滤波器的一个共同特点是槽电路,电感和电容直接并联,如图所示。槽电路是发射机、接收器、放大器、搅拌机振子、调谐器和过滤器。

LC槽电路非常重要,因为它决定了电路的谐振频率。在共振时,电感的电抗XL和电容的电抗XC在大小上相等,槽电路在电感的磁场和电容的电场中存储能量之间振荡。对于带通滤波器的设计,这个频率可以通过选择电容或电感来计算或设置,电容器或电感定义了使用以下公式的其他组件:

公式

现在,电路可以按下面所述进行调谐。

微调并行RLC电路滤波器设计

对于并联RLC电路,当并联无功阻抗的大小相等时,它们本质上相互抵消,如下图所示,并允许通过电阻的最大功率传输。

Cadence PSpice中并行RLC电路的谐振点

RLC电路并联谐振。

并行RLC带通滤波器(和其他滤波器)的另一个重要因素是质量因素Q。

Q = RCL

从这个方程可以明显看出,低电阻的RLC并联电路的Q因子也很低。C和L值之间的关系也会影响质量。例如,如果L >> C,通带将是宽的;但是,如果C >> L,通带就会变窄。因此,可以通过选择R、L和C的分量值来微调带通滤波器的频率、通频带和从源到源的功率传输量模拟和分析

过滤器设计可能是一个乏味的来回过程,选择值、分析结果和重新设计。然而,随着节奏PCB设计与分析包,这个时间花费可以大大减少。与模拟/混合信号仿真的能力PSpice软件,并行调谐的RLC电路可以很容易地集成到设计中,从而实现更高效的设计过程。

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