LC振荡电路

LC振荡电路

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电路概述

工作原理

分析方法

电学参数

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基本定义

  LC振荡电路

LC振荡电路，是指用电感L、电容C组成选频网络的振荡电路，用于产生高频正弦波信号，常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路。LC振荡电路的 辐射功率是和振荡频率的四次方成正比的，要让LC振荡电路向外辐射足够强的电磁波，必须提高振荡频率，并且使电路具有开放的形式。

编辑本段电路概述

LC振荡电路主要用来产生高频正弦波信号，电路中的选频网络由 电感和 电容组成。常见的LC正弦波振荡电路有变压器反馈式LC振荡电路、电感三点式LC振荡电路和电容三点式LC振荡电路，它们的选频网络采用LC并联谐振回路。

LC振荡电路运用了电容跟电感的储能特性，让电磁两种 能量交替转化，也就是说 电能跟磁能都会有一个最大最小值，也就有了振荡。不过这只是理想情况，实际上所有电子元件都会有损耗， 能量在电容跟电感之间互相转化的过程中要么被损耗，要么泄漏出外部，能量会不断减小，所以实际上的LC振荡电路都需要一个放大元件，要么是 三极管，要么是集成运放等数电 IC，利用这个放大元件，通过各种信号反馈方法使得这个不断被消耗的振荡信号被反馈放大，从而最终输出一个 幅值跟频率比较稳定的信号。

频率计算公式

f=1/2π√LC

编辑本段工作原理

开机瞬间产生的电扰动经三极管V组成的 放大器放大，然后由LC选频回路从众多的频率中选出谐振频率F0。并通过线圈L1和L2之间的 互感耦合把信号反馈至三极管 基极。设基极的瞬间 电压极性为正。经倒相集电压瞬时极性为负，按变压器同名端的符号可以看出，L2的上端电压极性为负，反馈回基极的电压极性为正，满足 相位平衡条件，偏离F0的其它频率的信号因为附加相移而不满足相位平衡条件，只要三极管 电流 放大系数B和L1与L2的匝数比合适，满足 振幅条件，就能产生频率F0的振荡信号。

LC振荡电路物理模型的满足条件

①整个电路的电阻R=0（包括线圈、导线），从 能量角度看没有其它形式的能向 内能转化，即热损耗为零。

② 电感线圈L集中了全部电路的电感，电容器C集中了全部电路的电容，无潜布电容存在。

③LC振荡电路在发生 电磁振荡时不向外界空间辐射 电磁波，是严格意义上的闭合电路，LC电路内部只发生线圈 磁场能与电容器 电场能之间的相互转化，即便是电容器内产生的变化电场，线圈内产生的变化磁场也没有按 麦克斯韦的 电磁场理论激发相应的磁场和电场，向周围空间辐射电磁波。

能产生大小和方向都随 周期发生变化的电流叫 振荡电流。能产生 振荡电流的电路叫振荡电路。其中最简单的振荡电路叫LC回路。

振荡电流是一种 交变电流,是一种频率很高的交变电流，它无法用线圈在磁场中转动产生，只能是由振荡电路产生。

充电完毕（放电开始）： 电场能达到最大， 磁场能为零，回路中 感应电流i=0。

放电完毕（充电开始）： 电场能为零， 磁场能达到最大，回路中 感应电流达到最大。

充电过程： 电场能在增加， 磁场能在减小，回路中 电流在减小，电容器上 电量在增加。从 能量看：磁场能在向 电场能转化。

放电过程： 电场能在减少， 磁场能在增加，回路中 电流在增加，电容器上的 电量在减少。从 能量看：电场能在向 磁场能转化。

在振荡电路中产生 振荡电流的过程中，电容器 极板上的 电荷，通过线圈的电流，以及跟电流和电荷相联系的磁场和电场都发生周期性变化，这种现象叫 电磁振荡。

编辑本段分析方法

LC 电磁振荡过程涉及的 物理量较多，且各个物理量变化也比较复杂。实际分析过程中，如果注意到电场量（ 电场能、 电荷量、 电压、 电场强度）和磁场量（ 磁场能、 电流强度、 磁感应强度）的异步变化，电场量、磁场量各自的同步变化，充分利用包含电场能、磁场能在内的 能量守恒，由能量变化辐射其他 物理变化，就可快速地弄清各物理量的变化情况，判断电路所处的状态。 ^[1]

编辑本段电学参数

内部阻抗，电容为-i/(ωC)，电阻为iωL，回路阻抗-i/(ωC)+iωL,并联阻抗iωL/(1-ωωCL).当ω*ω=1/(CL)时，回路阻抗为零，不需要外界电压，回路中电流也不会消失.这时，并联阻抗最大.