对电容耦合的谐振回路的属性的实验与认识

changwanren

因双中示波器的两路接地时共用的，所以无法测出18p电容两端的电压的电感两端的电压在谐振是相等且反向，因为两者不具有公共的接地点。

changwanren

实验测量了这么多，总结一下自我通过实验测量得到的认识：
   从扫频的结果上看，对于给18p耦合电容加上信号源电压，
      1、有明显的谐振阻抗最小的极值，符合串联谐振属性。
      2、有明显的线圈两端电压高于信号源输入电压，符合串联谐振属性。
      3、经计算谐振频率600KHz时，谐振阻抗最小值670欧姆，谐振频率900KHz时，谐振阻抗最小值172欧姆，比实际的串联谐振阻抗大很多，且比并联谐振阻抗小于更多，所以更靠接串联谐振。从相差上看既不符合并联谐振的相差也不符合串联谐振的相差，但更接近串联谐振的相差，可变电容调小，谐振频率变高时，相差变得越小，谐振阻抗变得越小。
      最后结论，这种谐振电路是串联谐振并联谐振并存，且以串联谐振效果显著，若把18P不叫耦合电容，叫串联谐振电容，可变叫并联谐振电容的话，串联谐振选取电容越大，并联谐振电容选取越小，并联谐振属性引起的效果越小，串联谐振引起的效果越大。
     下图蓝色为并联谐振引起效果补充，绿色为串联谐振引起效果补充，两者合成为粉色图像，是实际测量的结果。

    只是猜测

bobby_jack

changwanren 发表于 2025-1-9 16:26
实验测量了这么多，总结一下自我通过实验测量得到的认识：
   从扫频的结果上看，对于给18p耦合电容加上信 ...

对不起，对这结论我有不同看法。
到底是串还是并应该由参与谐振的电容与电感的连接方式来定，与信号接入方式（电感偶合，电容偶合，或加隔离电阻的直接偶合）。如果此点是正确的话，那在分折时首先需排除可能对测试结果产生影响的所有不必要因素。我想在你的电路中就是需去除那只18P的"偶合电容"。众所周知除了提供信号通路外，它还可能参与谐振，或形成分压，影响相位等，最终使测试结果偏移。就从你的二张图中也可以看到，U1与U2的峰谷并不在同一个频率上。
所以我建议，如果单纯考虑LC的谐振，则去掉18P。如果想知道双调谐电路的特性，则在18P前再加上一级LC回路。
供参考。

changwanren

bobby_jack 发表于 2025-1-9 17:57
对不起，对这结论我有不同看法。
到底是串还是并应该由参与谐振的电容与电感的连接方式来定，与信号接入 ...

      用不着道声对比起，各自的认识尽情的谈，起码我的心态是只谈自我的认识，并没有认为我的认识一定对，不同的认识一定错的心态。
      您的认识是扫描图像的18p耦合电容与LC共同的作用导致与串联电阻分得的电压变小是由其他因素导致的，电感测得的电压比输入电压高也是由其他因素导致的，到目前还没有导致的原因吧？
     对于串联谐振还是并联谐振我的认识是由参与谐振的信号源属性、多个电容和电感共同决定，包含信号源的电感和电容，只盯着电路中的一个电容和电感的链接方式来判断，其他的电容都推给是信号源，把耦合电容也是为信号源内阻，我且不这样认为。
     尽情的谈自我的认识，不要有顾虑，或许某种说法是我改变现在的认知，至与提出不同的认识的观点，只要不说题外话，在我的心里不会产生反感，导致影响心情。

zzfjct

增加39K电阻后，信号源内阻等于原生阻抗1K、39K、18p容抗14.74K之和54.7K，总谐振阻抗等于空载谐振阻抗和信号源内阻、负载阻抗（本例无）的并联值。现空载谐振阻抗为91.5K（Qq值100频率600KH时）,信号源等效阻抗54.7K，并联值34.2K，Qe值37.4，远高于无39K电阻时的Qe值13.9.
在上述Qe值条件下发生并联谐振，U2电压高出U1电压很多倍是合理的。并联谐振的功能本来就是从高内阻信号源获取最大功率并提升电压。
前一个电路产生的电压峰值变化较为平缓，是逐步接近阻抗匹配的原因；后一个电路产生的电压峰值变化较为陡峭，是并联谐振阻抗急剧变化的原因，Q值提高电压上升倍数更高。

changwanren

zzfjct 发表于 2025-1-9 20:06
增加39K电阻后，信号源内阻等效于39K与18p容抗14.74K的矢量和41.7K，总谐振阻抗等于空载谐振阻抗和信号源内 ...

   人们在思考问题是若首先确定了属性之后，在思考问题是就具有排异性，您是确定了属性是并联谐振，思考的思路是将18p的电容给拿到信号源内部，并认为他不参与谐振。就是不把他拿出来视为谐振电路的一部分。对扫频U1电压有最小的极值避开不做考虑，因为他的最小极值对并联谐振时阻抗最大对立。并联谐振谐振时可以从高阻信号源中获取最大电压,但谐振电感线圈上两端的电压不会高出信号源电压,我的认识是高出信号源电压很多倍,一定是串联谐振.把18p的电容换成等效阻值的电阻,在扫频U1电压，测得的结果是U1只有最大值极值的电压，这符合并联谐振属性。这是我和你认识上的差异。明天我再实验一下，看看串联的电阻是39K还是3.9K，得到如此结果。老眼昏花，棕和红色环可能分不太清。

zzfjct

changwanren 发表于 2025-1-9 21:01
人们在思考问题是若首先确定了属性之后，在思考问题是就具有排异性，您是确定了属性是并联谐振，思考 ...

对于第一个电路，我既否定工作于理想串联谐振，也否定工作于理想并联谐振状态，理由是实测谐振阻抗值不合理、信号源内阻太低。并没有先入为主。
并联谐振是配套高内阻信号源的，你的信号源原始内阻仅1K，是18p电容提供了10几K的内阻勉强达到10K左右的谐振阻抗，如果18p改0.01μf以上，根本不会存在电压峰值。
18p的作用其实不重要，说并联于365p吧，365是可调的；说串联于L/C电路吧，谐振频率不知要大多少。
根据谐振阻抗值既非理想并联谐振亦非理想串联谐振，但实际1K电阻存在电压峰值，总得有个理由，除了阻抗匹配导致的电压峰值想不出还有其它理由，毕竟不理想的谐振还是有一点阻抗变化的。阻抗与内阻相同时峰值电压最高，不一定是谐振状态。
根据实际的谐振阻抗，可以确切判断是并联谐振还是串联谐振，后面那个电路应该能做到。

changwanren

根据坛友的各种认识，又里了一下实验思路
    实验电路图：

    信号源内阻约1k。
  将耦合电容去掉并短路，扫频结果是在500—700KHz范围内没有谐振峰值点，U1与U2电压相等

加入18p耦合电容，扫频结果如下，可以看出信号源输出电压有最小的峰值点，扫频峰值电压高出信号源电压。

  将18p耦合电容换成39K的电阻耦合，实验结果如下，幅频特性有最大峰值点，但峰值点电压小于信号源电压。

   分析：
    1、并联谐振是靠谐振时阻抗最高去和高阻的信号源分取电压，但分得的最大电压不会高出信号源电压，若谐振电感上的电压高出信号源电压，一定是串联谐振。
     2、由于串联谐振谐振时，阻抗最低，连接在高阻信号源中，在谐振点出会出现输出电压有最小极值，此测量最小极值不显著，因为信号源内阻低。

changwanren

在上楼的电路图的基础上，将电源输出对地并联一只100电阻，时信号源内阻约100偶，耦合电容18p，扫频结果如下

将耦合电容换成39k电阻扫频结果如下

changwanren

下列实验条件：电阻3.9k，耦合电容18p，粉色曲线为电压U1，红色曲线为电压U2.


问题：若把3.9k视为信号源内阻，若是串联谐振，在这么大的信号源内阻条件下，谐振Q值应该非常低，但从幅频曲线上看Q值不是很低，为什么？
    我会续贴，谈我的认识，耐心等待

北极兵

谐振，是信号源与LC网络在频率与阻抗两方面的协调。要求频率相等且阻抗匹配。我在前面回贴中说信号源内阻约1K，它不高也不低，收音机调谐回路是Q值较高的LC回路，并联谐振时阻抗很高求高内阻信号源与之形成阻抗匹配，串联谐振时内阻仅2～3欧姆，耍求低内阻信号源才能形成阻抗匹配。Q值是LC网络固有特性，实验中若发现其表现不佳一定是没达到阻抗匹配条件。因此，应根据实验情况，选择内阻合适的信号源。高频电路，阻抗匹配更重要。

HenryYam

changwanren 发表于 2025-1-9 06:31
再看一下进一步实验的结果，去掉耦合电容，将信号源直接连在LC谐振回路的一端，扫频跟谐振回路串联的1K ...

常老师的这个扫描曲线，让我想起了石英晶体谐振器的阻抗-频率曲线图，二者是同样的样子只是石英晶体的曲线更陡峭因为Q值更高。

如下图，在串联谐振频率fs和并联谐振频率fa之间有一段感性阻抗区，一般应用都是在这个区域发挥。




石英晶体的等效电路如下图：

changwanren

     我对将耦合电容视为谐振回路的一部分，其属性为串联谐振的理论解释，有坛友说，加在LC两端的电压是从外部加入的，从连接方式上看，就是并联谐振无疑，但有仿真软件的朋友仿真一下，其谐振峰值点不在计算的LC的谐振数值上，要比计算的频率偏低一些。
     只看LC是并联谐振无疑，但算上耦合电容就不是并联谐振了，他的属性通过实验已经的出来了。
     LC的并联谐振的感抗与容抗随频率变化见下图

    当信号源的频率稍低于并联的谐振频率时，有一个感抗变化非常大的区域，这个感抗要比线圈单独使用的感抗大得多，当扫频的频率早某点是耦合电容的容抗等于感抗时，在线圈上会得到最大的电压峰值，由于是串联谐振，峰值电压就有高出信号源电压的可能。

乙猪

谐振曲线比串并联判定更重要。

changwanren

    在解释一下当信号源阻抗约4K,应串联一只3.9K电阻，为什么还有如此高的Q值，这是又耦合度决定于，必定有LC的谐振不经过电源内阻。
在双中周耦合中，有耦合系数概念，有C1/(C1+C2)*Q有=1时为临界耦合.耦合度会把信号源的阻抗变小反馈给谐振回路,设L=240，在频率600KHz处的电容为293p 耦合度 18/（293×18）=17.2    4K电阻反馈给谐振回路的阻抗为4/17.2=0.23k。
要从谐振回路反馈给信号源的阻抗数值的计算上看，阻抗的变换对耦合系数的数值还应加平方。
    反正只是猜测，定量测量太困难，实验就到此为止了。