LC电路,L大于C,还是C大于L?


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因此,如果我想让我的LC电路在20MHz谐振,我只使用公式。使用可用的电感器和电容器值,存在许多不同的可能组合。如果L小,则C大,反之亦然。或者它们可能大致相等。F=12πLC

它对电路的实际操作有什么影响吗?

一种方法会降低效率并加速衰减吗?


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直接将C进行比较,就是将苹果与橙子进行比较。LC
罗伯特·布里斯托

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可能更像是将金属弹簧与飞轮进行比较!
安迪(aka Andy)

Answers:


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L和C的许多值会产生正确的中心频率,但是重要的考虑因素是带宽有多紧密。增加“ Q”(与成正比))使带宽更小:-LC

在此处输入图片说明

这是定义Q的几种方法之一:-

在此处输入图片说明

Q = f0f2f1

在许多滤波器和振荡器中建模的电路类型包括一个并联的C和一个带有有限串联电阻(损耗)的电感器(L):-

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通常,电感器的铜和磁滞损耗远大于调谐电容器的介电损耗,因此,此模型是首选模型,而不是具有与C并联的电阻器的模型。通常,自然谐振频率定义为但是由于R,振荡器频率在以下方面略有不同:-12πLC

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因为这三个组件也可以看作是串联的,所以电路的Q因子也为:-

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所有这些的结果是,可以通过提高L并降低C来提高Q,但是有一点可以达到电感的自谐振频率,无法做进一步的工作。

有关更多信息,请在此处查看Wiki页面


12R4LC


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您通常不通过增加大小和质量恒定的L来提高R吗?你能证明是Q 可以被增加L和C的恒定的总规模和质量的限制下提高L·
Eugene Ryabtsev

@EugeneRyabtsev我不知道您在说什么-“通过提高L来提高R”-您是说通过提高L来提高Q吗?在这个问题中,“恒定的大小和质量”又意味着什么?
安迪(aka Andy)

您对此问题有何评论?“通过提高L来提高R”是什么意思?请记住,这是一个问答网站,最好将其他人提出的问题分解为适当的问题,而不应位于答案的评论区域。
安迪(aka Andy)

阅读“抵抗”专栏:vishay.com/docs/59009/tr023.pdf
Eugene Ryabtsev

好的,但是您的意思是?
安迪(aka Andy)

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只要L和C的乘积相同,电路就会以相同的频率谐振,但是阻抗会发生变化。阻抗由sqrt(L / C)比给出。

当您只是在试听共振并正确设置频率时,这可能并不意味着什么。但是,在设计滤波器和振荡器时,这一点很重要。

一旦电路出现损耗,就需要考虑电路Q,也称为品质因数。这控制了共振的带宽。对于串联谐振电路,由L / R给出。对于恒定损耗项,更改L / C比将改变电路Q。如果您使用滤波器设计程序,则不必担心太多,因为当您指定滤波器形状和端接阻抗时,程序将为您提供正确的组件值。如果更改元件值,即使保持乘积不变,由于给定的端接电阻不变,由于改变了元件的负载Q,滤波器的形状也会改变。

ΩΩ

我在下一个工作台上看到的低噪声振荡器设计(我不是振荡器设计者)在500MHz的电感器上并联了8个变容二极管,并使用了10mm的3mm宽磁道。没有多少人意识到L / C比的重要性,这就是为什么很少有优秀的振荡器设计者或真正优秀的振荡器的原因。

TeX确实可以顺便说一句,但是我确实必须深入研究以了解其方法。在此站点上,使用\来转义$。


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从理论上讲,使用理想的组件不会有任何区别。在实践中,您可能会发现,对于给定的电感器尺寸,线圈电阻将显着增加并可能影响Q。另一方面,如果使用的电容器太小,则可能会发现PCB电容会影响电路。


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您错过了的全部要点LC

你是对的!是时候把我的旧课本拿出来复习了。
晶体管

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C的增加和L的减少之间没有理论上的区别(反之亦然)。实际的区别在于弄清楚如何购买/构建这些实际组件。

以我的经验,增加C通常比L容易(特别是如果您的电路将成为大电流时)。高价值电感器通常需要绕线很多,这意味着它们在物理上趋向于更大和/或具有更高的直流电阻。

如果可以,请尝试使用稳定的陶瓷电容器。这就是NP0 / C0G,X7R或X5R。越精确越好。也请尝试将其额定电压过大2倍或更多。

对于在LC电路中拾取元件,我会说我的一般过程是这样的:

如果我不想设计自己的电感器:

  • 假定一个1uF的电容作为一个粗略的起点。
  • 查找可以处理功率/尺寸限制的最接近的现成电感器。如果找不到任何东西,请增加电容。
  • 使用该电感,找出达到目标频率实际需要的电容。
  • 互相串联一些盖子,以尽可能接近正确的值。

如果我确实想设计自己的电感器:

  • 确保您确实要这样做
  • 说真的,这是个雷区,每个人的做法都不一样。
  • 假定一个1uF的电容作为一个粗略的起点。
  • 为了使用定制电感器获得良好的精度,您需要具有足够的绕组,以使一点绕组误差不会损害您的精度。看看市售的铁氧体磁芯,该磁芯可以绕约50匝导线为您提供目标电感。
  • 某处可能有问题。去做大量的磁通计算以使自己确信不会饱和电感器磁芯。
  • 缠绕并在绕组上涂一些胶水,以确保缠绕。

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如果您选择1uF作为起点,那么您从未设计过RF振荡器或滤波器!
安迪(aka Andy)

哈哈,是的-我有音频背景。电容器的合适起点是什么?而且还会使用铁氧体磁芯电感器吗?
尼古拉斯·克拉克2015年

您首先要确定需要什么Q因子-请参阅我的答案
Andy aka

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空芯在射频中更为常见。
彼得

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EL=12LI212EC=12CV2)。

正如您所指出的,使用L和C的不同组合可以具有相同的谐振频率,但是不同之处在于(最大或平均)电流和电压之比。至少有两个原因,该比率并不重要:


  1. L1C1L2C2在第二种组合中,= 100nF的电流将高出10倍(这假设两种情况下的串联电阻相同;实际上,较高的电感可能还会具有较高的串联电阻)。

    如果并联电阻占主导地位,则为了最大程度地减少损耗,最好具有高电流和低电压,即低电感和高电容。

  2. 电压和电流之比的另一个要求(称为阻抗)是由周围电路提供的,要求它在一定范围内。它必须连接的电路(例如放大器)匹配,以进行有效的能量传输。


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因此,理论上您可以任意选择L和C。但实际上,这取决于您想要LC-Circuit的用途。有时,我只是在射频范围内弄乱一些无源元件(R,L,C)。一个非常实际的问题是,当电容很小时,测量设备已经产生了巨大的影响,从而改变了电路的中心/谐振频率。在使用振荡铜进行测量时,您需要增加一个〜pF的电容,因此您必须考虑这一点。另一方面,当您需要一定的电感时,通常必须自己制造电感器。当然,您可以只将一些铜线缠绕到线圈上,但实际上,制造优质/匹配的电感器是我做过的最困难,最耗时的事情之一。此外,如果没有先进的设备,测量线圈也不是一件容易的事。(幸好,


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找到L和C的理想理论值后,便会在所需频率上产生谐振(例如,可以将7.03619mf的电容帽和1mh的线圈用作60Hz的嗡嗡声滤波器),然后可以找到最有效的LC值,通过找到他们的斜坡相交的地方!

只需将L乘以C,然后得出答案的平方根即可。上面是SQRT(0.00703619 x 0.001)= 0.002652582。

因此,一个出色的60Hz滤波器将具有C = 2.653mF和L = 2.653mH的值。将实际值保持在这一点附近,您将唱着HAPPY歌曲,而扬声器不会发出嗡嗡声!

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