简单LC电路的识图方法

lc电路是一种由电感器和电容器按照一定的方式进行连接的电路。由电容和电感组成的电路中，感抗和容抗相等时，电路称为谐振电路。感抗和容抗相等时对应的频率值称为谐振频率，如下图所示。在接收广播电视信号或无线通信信号时, 使接收电路的频率与所选择的广播电视台或无线电台发射的信号频率相同就叫作调谐。

调谐就是通过调整电容的容抗将谐振频率调节到想得到的频率值，也就是将接收频率调整到与电台发射频率相同，这样就可以欣赏或收听所选频道的节目了。

一、LC谐振电路的基本结构

LC谐振电路分为LC串联谐振电路和LC并联谐振电路两种。

①LC串联谐振电路

下图所示为LC串联谐振电路的结构及电容、电感器件中电流和频率的关系曲线。在串联谐振电路中，当信号接近特定的频率时，电路中电流达到最大值，电感L和电容C的串联阻抗达到最小，这个频率称为谐振频率。

下图为不同频率信号通过LC串联谐振频率后的结果。当输入信号经过LC串联谐振电路时，根据电感和电容不同的特性，频率越高电感的阻抗越高，高频信号难以通过电感：频率越高电容的阻抗越小，高频信号易于通过电容。LC串联谐振电路中，在谐振频率f0处阻抗最小，此频率的信号很容易通过电容器和电感器输出，此时LC串联谐振电路起到选频的作用。

②并联谐振电路

下图所示为LC并联谐振电路的结构及电路中电流与频率的关系曲线。在并联谐振电路中，如果线圈上的电流与电容上的电流相等，则电路就达到了并联谐振状态。并联谐振电路的阻抗对谐振频率达最大值。

下图为不同频率的信号通过LC并联谐振电路后的状态。当输入信号经过LC并联谐振电路时，同样根据电感器和电容器的特性，高频信号易于从电路的电容器通过，而低频信号则易于通过电感器到达输出端。由于LC回路在谐振频率f0处阻抗最大，该信号则难以通过(阻抗最大)。

下表所列为并联谐振电路和串联谐振电路的特性：

二、LC谐振电路的识图分析

一般在LC振荡器中多使用LC谐振电路，LC振荡器中有源器件可以是三极管、场效应管，也可以是集成电路。LC振荡器按反馈信号的耦合方式可分为三类：变压器反馈式LC振荡器、电感反馈振荡器、电容反馈振荡器。其中电感反馈振荡器又称为电感三点式振荡电路或哈特莱振荡器；电容反馈振荡器又称为电容三点式振荡电路或考毕兹振荡器，电容三点式振荡电路又可以分为串联型改进电容三点式振荡器（克拉泼振荡器）和并联型改进电容三点式振荡器（西勒振荡器）。

①变压器反馈式LC振荡电路

下图所示为变压器反馈式LC振荡器的电路图。变压器反馈式LC振荡器又称互感耦合振荡器，由谐振放大器和反馈网络两部分组成，本电路采用共发射极放大器，以LC并联谐振电路作为集电极交流负载。当接上电源时，电流流过L1和VT晶体管集电极，L2会有感应电流，该电流会反馈到晶体管的基极，由于晶体管的放大作用而形成正反馈，由于L1C具有选频功能，会形成谐振，振荡频率等于L1C的谐振频率, 振荡信号再通过L1与L3的互感耦合，在负载RL上输出正弦波信号。

变压器反馈式振荡电路在广播通信设备中的应用非常广泛，在普通收音机的本机振荡电路中也普遍采用变压器耦合振荡电路。反馈是由变压器次级绕组实现的，要满足相位的平衡条件，变压器同名端的接法至关重要。如上图所示，该电路变压器同名端的接法必须依照此种形式进行连接，即反馈信号与输入信号同相，满足正反馈的相位平衡条件。

②电感三点式振荡电路

下图所示为电感三点式振荡电路的结构示意图及其等效电路。在 (a)中可以看出，放大器釆用共基极接法，Rb1、Rb2和RE构成直流偏置电路。Cb为交流旁路电容。CE用于隔直，避免发射极直流电位经电感接到电源，从而与集电极 为等电位，使三极管截止无法起振。这种电路的LC并联谐振电路中的电感有首端、中间抽头和尾端三个端点，其交流通路分别于电路的集电极、发射极和基极相连。反馈信号取自电感上的电压，因此习惯上将这种电路称为电感三点式LC振荡电路或电感反馈式振荡电路。

电感三点式振荡电路的优点是容易起振，输出电压幅度较大，改变电容C可以使振荡频率在较大范围内连续可调，在需要改变频率的场合应用较广。缺点是反馈电压取自电感L2,它对高次谐波阻抗大，因而引起振荡回路输出谐波部分增大，输出波形失真度较大。这种电路适用于波形要求不高的场合。

③电容三点式振荡电路

下图所示为电容三点式振荡电路及等效电路。图中釆用的振荡管为三极管，Rb1、Rb2和RE构成稳定偏置电路：电容器Cb用于交流旁路；Cc用于隔直 流，避免集电极直流电位经电感接到地。由于三极管的三个电极分别与C1、C2的三个引出点相连接（交流电路），故称为电容三点式振荡器。和电感三点式一样，电容三点式振荡电路也有并联谐振回路。

电容三点式振荡电路的优点是由于反馈电压取自电容C2的两端，它对高次谐波的阻抗小，因而可将高次谐波滤除掉，所以输出波形好，最高振荡频率可达100MHz以上。其缺点是：调节电容可调节频率，但同时也影响到起振条件，为了保持反馈系数不变，必须同时改变电容C1和C2，较为不便。该电路适用于对波形要求较高而振荡频率固定的场合。

另外，电阻、电容和电感可以组成的RLC串联谐振电路，如上图所示。在RLC串联谐振电路中，所有的元件中流动的电流值相等。由于感抗和容抗的欧姆值相等，XL和XC两端的电压值相等并且有180°相位差，因此它们互相抵消。因为电感器和电容器的效应相互抵消，所以唯一限制电流的元件就是电阻器，外施电压全部施加在电阻器上，因此可认为实质上是纯电阻电路，电感器的无效功率和电容器的无效功率相抵消。