مدار LC رزونانس سری

Oct 20, 2025 پیام بگذارید

ساده ترین فیلترهای باند گذر، فیلترهای LC هستند - از سلف و خازن استفاده می کنند (اگرچه همیشه مقاومت های اضافی در مدار وجود دارد که بر عملکرد تأثیر می گذارد).


این قطعات را می توان به صورت سری یا موازی متصل کرد و مدارهای حاصل را نامیده می شودسریال طنین اندازمدارها و مدارهای تشدید موازی به ترتیب. کلمه رزونانس به این دلیل استفاده می شود که این مدارها به فرکانس های خاصی پاسخ می دهند، درست مانند سیم های ویولن یا گیتار. بنابراین، آنها اغلب به عنوان مدارهای تنظیم نامیده می شوند.

 

5


این نشان می دهد که چند نمونه از این مدارها به روش های مختلف متصل شده اند. فرکانس رزونانس هر دو مدار سری و موازی به دلیل اثر مقاومت است، جایی که XL سلف برابر با Xc خازن است. با حل این معادله می توانیم فرکانس رزونانس را بدست آوریم

news-129-80


در جایی که f فرکانس است، L اندوکتانس است، C ظرفیت خازنی است که نشان دهنده فرکانس است:

news-126-50


در مدار تنظیم موازی، خازن ها و سلف ها به صورت موازی به هم متصل می شوند، بنابراین ولتاژ یکسانی دارند. در فرکانس رزونانس نیز داریم که واکنش دهنده های آنها برابر هستند. طبق قانون اهم مدارهای AC، اگر سلف ها و خازن ها دارای ولتاژ و راکتانس یکسانی باشند، باید جریان یکسانی داشته باشند. بنابراین همه آنها جریان یکسانی دارند. اما از آنجایی که یکی از جریان ها باعث پیشروی ولتاژ 90 "و جریان دیگر باعث تاخیر ولتاژ 90" می شود، 180 "از هم فاصله دارند. بنابراین جهت جریان ها مخالف است، یکی بالا می رود و دیگری کاهش می یابد. بنابراین، جریان در سیم منتهی به مدار تنظیم ثانویه باید صفر باشد. زیرا جریان خارجی ورودی به مدار صفر است. ولتاژ اما جریانی از آن عبور نمی کند).


وضعیت برعکس در الف رخ می دهدرزونانس سری (همچنین به عنوان دستگاه رزونانس سری شناخته می شود)مدار. در اینجا خازن ها و سلف ها به صورت سری به هم متصل می شوند، بنابراین جریان یکسان است. این بار، ولتاژ یک الکترود جریان را هدایت می کند، در حالی که ولتاژ الکترود دیگر 90 اینچ از جریان عقب می افتد. بنابراین، این دو ولتاژ 180 اینچ از هم فاصله دارند. در تشدید (به روشی دیگر برای گفتن "در فرکانس تشدید")، واکنش دهنده های آنها برابر است، بنابراین ولتاژ آنها برابر است، اما اگر کل ولتاژ مدار برابر باشد، اگر ولتاژ کل مدار برابر باشد، حتی مخالف است. بنابراین، رفتار مدار مانند یک اتصال کوتاه است (جریان نیز وجود دارد، اما ولتاژی از آن عبور نمی کند).


بنابراین، قوانین تجربی زیر را تشکیل داده ایم:


در طول تشدید، مدار تنظیم موازی یک مدار باز نشان می دهد.


در طول رزونانس،سریال طنین اندازمدار یک اتصال کوتاه را نشان می دهد.


در فرکانس های دیگر، هر دو مدار دارای امپدانس مشخصی هستند. با نزدیک شدن به فرکانس تشدید، مدار کاملاً باز (برای تنظیم موازی) یا کوتاه (برای تنظیم سری) نیست، اما همچنان بسیار نزدیک است. هرچه از فرکانس تشدید دورتر باشد، مدار کوچکتر است و ممکن است مدارهای باز یا کوتاه وجود داشته باشد.

news-311-254


هر دوی این مدارها می توانند به عنوان فیلترهای انتخابی عمل کنند و به فرکانس های خاصی اجازه عبور داده و از عبور سایر فرکانس ها جلوگیری کنند. آنها می توانند مدارهای تنظیم را بین دو جهت اصلی مانند (a) و (b) وصل کنند (در این صورت سیگنال بسته به امپدانس مدار کوتاهتر می شود) یا سیگنال باید از مدار LC از ورودی به خروجی همانطور که در (c) و (d) نشان داده شده است عبور کند (در این صورت بسته به امپدانس مدار کم و بیش از آن عبور می کند).


مدار (الف) را به عنوان مثال در نظر بگیرید. در طول تشدید، مدار تنظیم موازی یک مدار باز را نشان می‌دهد که بیشتر سیگنال ورودی مستقیماً از طریق مقاومت‌ها به خروجی می‌رسد. با توجه به بارهای خروجی مختلف، ممکن است در مقاومت سری جریان داشته باشد، بنابراین ممکن است افت ولتاژ وجود داشته باشد، اما می توانیم آن را نادیده بگیریم. با این حال، جدا از رزونانس، مدار تنظیم دیگر باز نیست. باعث می شود جریان افزایش یافته از مقاومت سری عبور کند و در نتیجه افت ولتاژ افزایش یابد. هرچه از رزونانس دورتر باشد، کاهش بیشتر و ولتاژ خروجی کمتر می شود.


اگر ولتاژ ورودی را ثابت نگه داریم اما فرکانس را تغییر دهیم و سپس رابطه بین ولتاژ خروجی و فرکانس را رسم کنیم، نموداری مشابه شکل (الف) به دست می آوریم. می بینیم که پیک خروجی در فرکانس رزونانس ظاهر می شود و در دو طرف کاهش می یابد. در واقع یک باند فرکانسی از نزدیکی تشدید عبور می کند، در حالی که فرکانس دور از رزونانس کاهش می یابد (اگرچه به طور کامل متوقف نمی شود). از آنجایی که یک باند فرکانسی وجود دارد که می تواند از آن عبور کند، به آن فیلتر باند گذر می گویند. مدار (c) در شکل نیز یک فیلتر باند گذر است. با توجه به اینکه مدار رزونانس سری در نقطه رعد و برق اتصال کوتاه دارد، فرکانس تشدید از طریق (و نزدیک) می گذرد، در حالی که فرکانس دورتر کاهش می یابد زیرا مدار تشدید سری اکنون مقداری راکتانس دارد.


مدارهای (b) و (d) برعکس عمل می کنند - آنها سیگنال دهی را در رزونانس متوقف می کنند. مدار (b) با کوتاه کردن سیگنال به دست می آید، در حالی که مدار (d) با باز کردن مسیر بین ورودی و خروجی به دست می آید. حتی نزدیک به رزونانس، سیگنال را ضعیف می کنند، بنابراین همانطور که در شکل (ب) نشان داده شده است، یک باند فرکانسی را متوقف می کنند (یا ضعیف می کنند). بنابراین به آنها فیلترهای باند استاپ یا باند استاپ می گویند.


لطفاً به شباهت‌های این فیلترها و فیلترهای پایین گذر{0} یا بالاگذر RC که در فصل قبل بحث شد توجه کنید. اگر چه ما در اینجا به فرکانس قطع اشاره می کنیم، منحنی واقعی نشان می دهد که «قطع» در واقع کاهش بسیار آهسته ای است. همچنین یک تغییر تدریجی در دو طرف فرکانس رزونانس وجود دارد.

ارسال درخواست

whatsapp

تلفن

ایمیل

پرس و جو