1、第2章諧振電路，RFID (radiofrequencyidentification )為了解決不同物體間的無線通信問題，使用本章學(xué)到的知識(shí)諧振電路。 諧振電路、諧振電路具有各種應(yīng)用，可用于濾波器、振蕩器、匹配電路中，其功能是選擇性地使一部分頻率的源極信號(hào)通過，并且衰減通帶以外的信號(hào)。 當(dāng)頻率不高時(shí)，諧振電路由集成殘奧儀表元件構(gòu)成，當(dāng)頻率達(dá)到微波帶時(shí)，通常以各種形式的傳輸線路來實(shí)現(xiàn)諧振電路。 在本章中，簡(jiǎn)要敘述了諧振電路，討論了串聯(lián)諧振電路、并聯(lián)諧振電路和傳輸線路諧振電路的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)生條件以及一些特性殘奧儀。主要內(nèi)容是2.1串聯(lián)諧振電路2.2并聯(lián)諧振電路2.3傳輸線路諧振電路概要2.4本章的總結(jié)

2、，無論是串聯(lián)諧振電路還是并聯(lián)諧振電路，一般都由電阻r、電感l(wèi)、電容器c等信號(hào)源構(gòu)成，因此諧振一般在RLC復(fù)合電路的情況下進(jìn)行分析。 諧振現(xiàn)象：在包含電阻、電感和電容的交流電路中，電路的兩端電壓及其電流一般是不同的相，如果調(diào)節(jié)電路殘奧儀表和電源頻率使電流和電源電壓同相，則電路變?yōu)殡娮栊?，這時(shí)電路的工作狀態(tài)稱為諧振。 諧振：正弦電路是在特定條件下產(chǎn)生的一種特殊物理現(xiàn)象，諧振現(xiàn)象廣泛應(yīng)用于無線電和電工技術(shù)，對(duì)電路中諧振現(xiàn)象的研究具有重要的實(shí)用意義。 共振，串聯(lián)共振：由串聯(lián)電路產(chǎn)生的共振。 并聯(lián)諧振：由并聯(lián)電路產(chǎn)生的諧振。 包括r、l、c的單端口電路在特定條件下發(fā)生端口電壓、電流同相現(xiàn)象時(shí)，電路進(jìn)行諧

3、振。 阻抗：在具有電阻、電感、電容器的電路中，對(duì)交流電力的阻礙作用稱為阻抗。 阻抗大多用z表示。 阻抗由電阻、感應(yīng)電阻、電容電阻3個(gè)組成，但不是3個(gè)簡(jiǎn)單的相加。 阻抗的單位是歐洲。 1、諧振定義、諧振發(fā)生器、2.1串聯(lián)諧振電路、2 .串聯(lián)諧振的條件：諧振角頻率、諧振頻率、 (2)在不改變電源頻率的情況下改變l或c (總是改變c ) 0由電路自身的殘奧儀表來決定，一個(gè)R L C串聯(lián)電路只能具有一個(gè)對(duì)應(yīng)的0，在所施加的頻率等于諧振頻率的情況下，電路就會(huì)諧振。 2.1串聯(lián)諧振電路、2.1串聯(lián)諧振電路、3、RLC串聯(lián)電路諧振的特征以及輸入阻抗z是純電阻，即，Z=R。 電路中的阻抗值|Z|最小。 電流I

4、達(dá)到最大值I0=U/R (U一定)。 (2) LC上的電壓大小相等，相位相反，串聯(lián)總電壓為零，也稱為電壓諧振，即2.1串聯(lián)諧振電路，(3)電源電壓一定時(shí)，電流為最大。 這是因?yàn)橹C振時(shí)的總阻抗值最小。 4 .諧振時(shí)電路中的能量變化、電路被電源吸收的Q=0、諧振時(shí)的電路能量交換在電路內(nèi)部的電場(chǎng)和磁場(chǎng)間進(jìn)行。 電源只向r供給能量。 如可以從阻抗方程中找到的，2.1串聯(lián)諧振電路的x是三角頻率的函數(shù)。 電抗隨頻率的變化過程：在頻率低的情況下，高度低，電路隨著呈現(xiàn)電容性的頻率的增加，逐漸減少并逐漸增大，兩者的值相等，即，=之前，兩個(gè)電抗相互抵消，電路呈現(xiàn)純電阻，該狀態(tài)為串聯(lián)諧振(1)諧振頻率僅依賴于電路殘

5、奧儀表l、c，它是電路自身固有的、表示其特性的重要?dú)垔W儀表，被稱為電路的固有諧振頻率。 (2)如果電路殘奧儀表l、c一定，則只有在信號(hào)源的頻率等于電路的固有頻率的情況下，電路才會(huì)諧振。 (3)如果信號(hào)源的頻率一定，則通過變更電路的l或c，或者同時(shí)變更l和c，使電路與信號(hào)源諧振。 (4)接收機(jī)選擇通過調(diào)節(jié)接收機(jī)的可變電容器的電容器c來使電路在本地頻率處諧振。2.1.2串聯(lián)諧振電路的諧振特性、諧振特性的兩個(gè)重要物理量：1.特性阻抗：諧振時(shí)電路中的電感或電容阻抗，單位為。 2 .質(zhì)量系數(shù)q :特性阻抗與電路電阻r之比，無量綱。 表示電路諧振特性的重要?dú)垔W儀表。 定義：電路串聯(lián)諧振時(shí)電感或電容器上的電

6、壓與總電壓之比。 由于、串聯(lián)諧振的電路特性在諧振時(shí)X=0，所以諧振時(shí)的電路的阻抗Z0=R是純電阻，此時(shí)阻抗是最小值。 阻抗z的變化如下圖所示，在保持信號(hào)源電壓有效值u不變的情況下，諧振時(shí)電流有效值I0=U/Z=U/R達(dá)到最大值，成為同相位。 電流I的變化如下：2.1.2串聯(lián)諧振電路的諧振特性，串聯(lián)電路諧振時(shí)，電阻上的電壓電路的q值可以很高，諧振時(shí)電感線圈和電容器兩端的電壓比信號(hào)源的電壓大十到百倍，所以串聯(lián)諧振也稱為電壓諧振。 在選擇電路設(shè)備時(shí)，必須考慮設(shè)備的耐壓?jiǎn)栴}。電感上的電壓、電容器上的電壓、2.1.2串聯(lián)諧振電路的諧振特性、諧振時(shí)，從信號(hào)源供給的有效功率與電路中的電阻消耗功率相等，在電感

7、l和電容器c之間進(jìn)行能量交換。 共振時(shí)，電路中任意時(shí)刻的總蓄積能量是電感中蓄積的瞬時(shí)磁場(chǎng)能量和電容中蓄積的瞬時(shí)電場(chǎng)能量的和，是不隨時(shí)間變化的常數(shù)，表示電路中蓄積的能量不變化。 共振時(shí)電阻所消耗的平均功率在每1周期的時(shí)間內(nèi)，電阻所消耗的能量為、2.1.2串聯(lián)共振電路的共振特性、電感、電容積蓄的修正值與品質(zhì)系數(shù)的關(guān)系： q是反映共振電路中的電磁振動(dòng)的程度的量，品質(zhì)系數(shù)越大，總能量越大，一般共振2.1.2串聯(lián)諧振電路的諧振特性、諧振曲線、物理量與頻率關(guān)系的圖形稱為諧振曲線，研究諧振曲線可以加深對(duì)諧振現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。 2.1.3串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通帶、1 .諧振曲線I-曲線如右圖所示，表示當(dāng)從左側(cè)和

8、右側(cè)都偏離0時(shí)，I從諧振時(shí)的最大值I0下降，串聯(lián)諧振電路沒有選擇信號(hào)的性能。 曲線越陡選擇性越好，相反曲線越平坦選擇性越差。I-曲線、整理I-式接近0時(shí)，式中=0是施加信號(hào)的頻率和電路諧振頻率0的差，表示頻率從諧振偏離了多少，稱為失調(diào)。 施加信號(hào)的振幅直接改變頻率時(shí)，電路電流值下降到諧振值時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍也稱為電路的通帶，通常用B W表示。 等號(hào)的兩側(cè)除以：=Q(/0 )具有失調(diào)量這一定義稱為廣義失調(diào)。 如圖所示，該曲線稱為共振曲線。 可知q值越大，曲線越尖銳，選擇性越好，相反，q值越小，曲線越平坦，選擇性越差。 2.1.3串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通頻帶、2通頻帶施加信號(hào)的振幅直接改變頻率時(shí)，

9、與電路電流值下降到諧振值時(shí)對(duì)應(yīng)的頻率范圍也稱為電路的通頻帶，通常用B W表示。 通過設(shè)定可估計(jì)=1，0，得到的帶寬q的值越高，諧振曲線越銳，選擇性越好，但通帶越窄。 兩者有制約關(guān)系。 在RFID應(yīng)用中，q值應(yīng)該兼顧兩者。 2.1.3串聯(lián)諧振電路的諧振曲線和通帶，以前定義的q是無負(fù)載質(zhì)量系數(shù)，體現(xiàn)了諧振電路自身的特性，諧振電路總是與外部負(fù)載耦合，降低了總質(zhì)量系數(shù)。 外部負(fù)載，外部質(zhì)量系數(shù)被定義為整個(gè)電路的有效負(fù)載質(zhì)量系數(shù)，或質(zhì)量系數(shù)關(guān)系：相反，當(dāng)負(fù)載加入串聯(lián)諧振電路時(shí)，串聯(lián)諧振電路的質(zhì)量系數(shù)會(huì)下降。、2.1.4串聯(lián)諧振電路的有負(fù)載質(zhì)量系數(shù)多在RFID讀寫器的射頻前端使用串聯(lián)諧振電路。 這是因?yàn)榭梢允沟皖l和高頻的RFID讀寫器具有高能量輸出。 低頻RFID和高頻RFID讀取器-寫入器的天線用于向電子標(biāo)簽提供能量并產(chǎn)生在讀取器-寫入器與電子標(biāo)簽之間傳送信息的磁通。 (1)讀寫器天線上的電流最大，在讀寫器線圈中產(chǎn)生最大的磁通量；(2)最大限度地輸出讀寫器的能量的功率匹配；(3)為了不使讀寫器信號(hào)失真而輸出的充分的帶寬。 2.1.3