電路發生共振的原因和害處

2017-06-19 by:CAE仿真在線來源:互聯網

電路也有固有頻率,也會產生共振:

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發生共振的原因

當振蕩電路為非理想狀態而有電阻時,電阻發熱,成為阻尼振蕩;當振蕩電路中有外加的周期性電動勢作用時,將成為受迫振蕩;當外加電動勢的頻率與電路自由振蕩的固有頻率ω相同時,振幅達最大值,叫電磁共振.

發生共振的條件是信號線的長度剛好是信號的1/4波長,或是信號的其數倍波長的頻率,都會發生共振現象。圖6是共振時的頻率特性,由圖可知共振的振幅,會隨著信號線的長度方向位置改變。
接收器的輸入阻抗很高時,假設驅動器的輸出阻抗為Zs,信號線的特性阻抗為Zc,如此一來最大振幅是Zc/Zs的倍數,以本范例為例,它是10倍的10V。

如圖7所示,振幅取決于信號線的長度方向位置,它的波形在駐波屬于固有波形,波形是正弦波形或是部份正弦波形。
電氣信號反射造成的波形除外,共振造成的駐波波形,典型范例例如鋼琴線、笛子管等等,圖7的波形包含上述典型范例。
圖7(a)與圖7(c)是對應圖4的波形,如圖所示驅動器的阻抗很低,因此驅動端的振幅非常小,相較之下接收器的阻抗很高,所以接收端的振幅變得非常大。
圖7(a)是對應圖6基本頻率的波形,圖7(c)是共振頻率3倍時(亦即圖6右側的峰值)的波形。
圖7(b)與圖7(d)是管子(兩端開放)的波形,圖7(e)是弦的波形,管子也(兩端封閉)經常出現這類波形,換句話說隨著管子兩端開放、封閉狀況決定振幅。
圖7(b)、圖7(d)的波形,信號線也經常出現這類的波形,尤其是圖8的狀況,會發生圖7(b)的波形。
驅動器的位置不在中央,即使是1/4的位置,變成就會7(d)的波形。實際上隨著模擬分析時忽視的要因,共振頻率會出現偏差,不過不論如何一旦出現圖7的波形,就無法傳輸信號。