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技術(shù)專題
如何確定和使用并聯(lián)諧振中的RLC電路
對(duì)于PCBA設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)安全性也是一個(gè)問(wèn)題，尤其是在設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)智能以及電路板何時(shí)傳輸，處理和/或接收醫(yī)療數(shù)據(jù)方面。但是，對(duì)于工程師和電路板設(shè)計(jì)師來(lái)說(shuō)，更大的問(wèn)題是確保傳遞正確的信號(hào)而拒絕所有其他信號(hào)。這通常與設(shè)計(jì)并聯(lián)阻抗相結(jié)合，以便在通帶中心頻率處實(shí)現(xiàn)諧振，從而實(shí)現(xiàn)最大功率傳輸。首先讓我們定義諧振的含義，然后討論如何很好地并行設(shè)計(jì)RLC電路以利用它來(lái)實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸。
并聯(lián)RLC電路的諧振是什么？
通常，共振可以定義為外部施加的力等于或非常接近物體或系統(tǒng)的固有頻率的點(diǎn)或狀態(tài)。對(duì)于電路而言，這種狀態(tài)具有重要意義，并且是設(shè)計(jì)多種類型的電氣組件，設(shè)備和產(chǎn)品的基礎(chǔ)。對(duì)于并聯(lián)的RLC電路，可以通過(guò)以下三種方式定義諧振：
單位功率因數(shù)。
當(dāng) 
為最大
在最大并聯(lián)阻抗下。
當(dāng)
為最大。
感抗和容抗相等的頻率。
理想情況下，以上三個(gè)條件均以相同的諧振頻率發(fā)生。對(duì)于真實(shí)的電路和PCBA，由于組件，材料和走線的物理特性，可能會(huì)有細(xì)微的差異。因此，后一種定義可能是用于電路板設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)，并且可以與任何特定的電路使用類型無(wú)關(guān)地使用。
電路板上并聯(lián)RLC諧振的常見(jiàn)用法
實(shí)際上，可以設(shè)計(jì)出包含并聯(lián)的電阻，電感和電容的組合的不同配置沒(méi)有任何限制。許多特定的組合用作設(shè)計(jì)特殊電路的模型。其中許多過(guò)濾器是具有不同順序或類型的過(guò)濾器。常見(jiàn)的設(shè)計(jì)包括Butterworth，Chebyshev和Bessel過(guò)濾器。如果我們僅限于僅使用一個(gè)電阻器，電感器和電容器的情況，則該設(shè)計(jì)適用于帶通濾波器，如下圖所示。
簡(jiǎn)單的RLC電路帶通濾波器的示例。
顧名思義，帶通濾波器旨在通過(guò)特定的頻率帶寬。并聯(lián)RLC濾波器的一個(gè)共同特征是諧振電路，其中電感和電容直接并聯(lián)連接，如上圖所示。儲(chǔ)能電路是發(fā)射機(jī)，接收機(jī)，放大器，混頻器，振蕩器，調(diào)諧器和濾波器中的核心元素。
LC諧振電路非常重要，因?yàn)樗x了電路的諧振頻率。在諧振時(shí)，電感器XL和電容器XC的電抗在大小上相等，并且儲(chǔ)能電路在電感器磁場(chǎng)中的能量存儲(chǔ)和電容器電場(chǎng)中的振蕩。對(duì)于帶通濾波器設(shè)計(jì)，可以通過(guò)選擇一個(gè)電容器或電感器來(lái)計(jì)算或設(shè)置該頻率，該電容器或電感器使用以下公式來(lái)定義其他分量：
現(xiàn)在，可以如下所述調(diào)整電路。
微調(diào)您的并聯(lián)RLC電路濾波器設(shè)計(jì)
對(duì)于并聯(lián)的RLC電路，當(dāng)并聯(lián)的電抗阻抗大小相等時(shí)，它們實(shí)際上會(huì)相互抵消，如下圖所示，并允許通過(guò)電阻的最大功率傳輸。
RLC電路處于并聯(lián)諧振狀態(tài)。
并行RLC帶通濾波器（和其他濾波器）的另一個(gè)重要因素是品質(zhì)因數(shù)Q。
Q = RCL
從該方程式可以明顯看出，具有低電阻的RLC并聯(lián)電路也具有較低的Q因子。C和L值之間的關(guān)系也會(huì)影響質(zhì)量。例如，如果L >> C，通帶將很寬；但是，如果C >> L，通帶將變窄。因此，通過(guò)模擬和分析，可以使用R，L和C分量值的選擇來(lái)微調(diào)帶通濾波器的頻率，通帶以及從電源傳輸?shù)墓β柿俊?span>