什么是LC的谐振电路？LC谐振电路的作用有哪些

01 什么是LC的谐振电路

LC电路是指电感L和电容C构成的电路，主要有LC串联谐振电路和LC并联谐振电路。在放大器电路和其他形式的信号处理过程中，大量使用LC串联谐振电路和LC并联谐振电路。

02 LC谐振电路的作用

选频电路：构成选频电路，用来在众多频率信号中选择出需要的频率信号进行放大，这种电路在收音机、电视机及正弦波振荡器电路中经常用到。

吸收电路：构成吸收电路，用来在众多频率中将某一频率信号进行吸收，或者进行衰减，去掉。

阻波电路：构成阻波电路，将众多频率的信号中阻止某一频率信号通过放大器或其他电路。

移相电路：利用LC并联电路构成的移相电路，对信号进行移相。

03 LC谐振的等效理解方法

如下图所示是一个简单的LC自由谐振电路，电路中L1是电感器，C1是电容器。

图3.1 LC的自由谐振电路

LC电路的谐振过程看不见、摸不着，理解起来也相当不便，为此我们可以采用钟摆的左右摆动来进行模拟。钟摆示意图可以参考如下图：

图3.2 钟摆示意图

说明：在给钟摆一个初始能量之后，摆就会左右摆动起来。如果不给钟摆持续的力量，钟摆将由于外界摩擦，钟摆会在摆动过程中振幅越来越小，最后停止。就像LC电路一样，若给LC自由谐振电路一个初始能量，该电路便会发生自由谐振，这一自由谐振如果没有持续外界供给能量，振荡将逐渐衰减到0。

04 LC谐振电路的电-磁和磁-电转换过程

先看电-磁转换过程，假设一开始给电容C1充电，C1中存储了电能，然后C1的电能对线圈L1进行放电，在这一过程中，电容C1中的电能转换成线圈L1中的磁能，如果电容C1放电结束时，能量全部以磁能的形式存储在线圈L1中。

图4.1 LC谐振电路的电-磁转换过程

再看磁-电转换过程，电容C1放电完毕之后，线圈L1中的磁能又以线圈两端自感电动势产生电流的方式，开始对电容C1进行充电，这一充电过程是线圈L1中磁能转换成电容C1中电能的过程。

图4.2 LC谐振电路的磁-电转换过程

电容C1充完电之后呢，电容C1两端的电压再次对L1进行放电，开始新一轮的能量转换。

05 LC谐振的正弦振荡及衰减振荡

假设电容C1及电感L1中不存在能量损耗，则谐振回路中的振荡电流是等幅的，为正弦波。

图5.1 正弦振荡示意图

如果电容和电感存在能量损耗，则谐振回路中的电流是不等幅的，而是逐渐衰减的。

图5.2 衰减振荡示意图

06 LC谐振的振荡频率

LC谐振过程中，电容C1不断重复的充电、放电，有一个周期，称为振荡周期，也可以用振荡频率来描述。在L1和C1的大小确定之后，谐振频率就确定了，我们称该谐振频率为固有频率或自然频率。谐振频率f0为下面的公式。

无论LC是并联谐振电路还是串联谐振电路，其谐振频率的计算公式是相同的。

审核编辑：刘清