對(duì)諧振的初步認(rèn)識(shí)

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-26 23:54

任何具備帶通性質(zhì)的元件或網(wǎng)絡(luò)，當(dāng)受到電磁能量的拂照時(shí)，對(duì)某頻率作出強(qiáng)烈的響應(yīng)，就是諧振的基礎(chǔ)，
但狹義的諧振，僅止于由一個(gè)電感和一個(gè)電容組成的LC槽路，而書刊所載，老師所授的，只是以恒壓源為背景的那部份。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-27 00:23

在此先假設(shè)，電源、導(dǎo)線及所有元件皆為理想，那么，L和C的自身Q值皆為無窮大，
R＝1Ω，在諧振時(shí)，Xι＝Xc＝100Ω，那么，此槽路的Q值就是100，V˪＝Vᴄ＝100Vʀ ，
如果我想以無線電波驅(qū)動(dòng)此環(huán)路 (L和C是負(fù)載，是元件，不是天線)，希望 I＝10A，而此環(huán)路每邊長(zhǎng)10cm，那么，場(chǎng)強(qiáng)得有多大？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-28 00:55

當(dāng)諧振時(shí)，Vʟ和Vᴄ總是賊高，何故，有誰曾起心動(dòng)念思考探究過？！
任何元件，I 電源EMF (電動(dòng)勢(shì)) 或負(fù)載壓降的比例，都只取決于元件的自身參數(shù)，R固然，L和C亦如是，
按照實(shí)用習(xí)慣，Xʟ和Xᴄ通常遠(yuǎn)大于R，在此前提下，大家不妨拿RLC三者單獨(dú)測(cè)試，想要灌進(jìn)一樣的 I ，EMF各自需得有多高，跟諧振了與否有關(guān)嗎？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-28 11:05

在此電路串入恒壓源，當(dāng)電源頻率進(jìn)入槽路的通帶內(nèi)時(shí)，可以見到，I、Vʟ和Vᴄ 三者跟頻率的關(guān)系皆呈正態(tài)曲線式趨勢(shì)而變化，
但是，在I跟Vʟ或Vᴄ之間的比例關(guān)系，卻只聽命于頻率，不因單用聯(lián)用及諧振與否而異。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-29 01:26

槽路Q值，以諧振為準(zhǔn)，在通帶外，Q值成不了意義，
電抗的自身Q值，取決于材質(zhì)電阻，電阻愈大，Q值愈低，
Xʟ和Xᴄ是頻率f的函數(shù)，普通電抗因自帶R成份，L與C的自身Q值也會(huì)成為f的函數(shù)；而同樣的X值，Q愈低，諧振時(shí)能堆疊出來的Vʟᴄ就愈小。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-29 01:47

對(duì)諧振的認(rèn)識(shí)，應(yīng)該抓住一點(diǎn)：若f給定，則Xʟ和Xᴄ就是固定的，
所以，I跟Vʟ或Vᴄ的比例始終是線性的，不因諧振與否而異，受諧振與否影響的，只是V或I 相對(duì)于EMF(電源電動(dòng)勢(shì))的倍率。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-29 02:10

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-8-27 00:23
在此先假設(shè)，電源、導(dǎo)線及所有元件皆為理想，那么，L和C的自身Q值皆為無窮大，
R＝1Ω，在諧振時(shí)，Xι ...

以此設(shè)定為例，
用10A的恒流源，在諧振頻下先對(duì)RLC分別測(cè)量，然后組成槽路，你會(huì)發(fā)覺，Vʟ和Vᴄ都是沒變的，
換成10V恒壓源，結(jié)果理應(yīng)無二，把槽路解散，拿1kV的恒壓源來，分別測(cè)量L及C，得出的I多大，不亦10A乎？！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-8-30 01:01

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-8-29 01:47
對(duì)諧振的認(rèn)識(shí)，應(yīng)該抓住一點(diǎn)：若f給定，則Xʟ和Xᴄ就是固定的，
所以，I跟Vʟ或Vᴄ的 ...

一般人學(xué)習(xí)電子技術(shù)之目的，是為求成為電子技術(shù)專才 (工程師還不是天花板)，
對(duì)于諧振嘛，就知道Vʟ和Vᴄ是EMF (電源的電動(dòng)勢(shì)) 的Q倍，就知道如何設(shè)計(jì)、運(yùn)用、檢修，對(duì)于跟其相關(guān)的自然規(guī)律，是不感興趣的。

LC槽路的屬性，是帶通網(wǎng)絡(luò)，不是變換器，遠(yuǎn)高于EMF的壓降從何而來，Xʟ和Xᴄ是阻抗 (Z)，只是數(shù)值而非功能，效果的實(shí)現(xiàn)，需要的是功能，能量的堆疊，就是諧振的「成長(zhǎng)」過程，
撇開功能不談，任何單獨(dú)存在的線性元件，在電源頻率不變的前提下，I跟EMF的比例都是恒定的，甭管Z是甚么，Z不同，比例當(dāng)然不一樣，正常之極，
把這堆元件組成槽路，其實(shí)就是讓每條公式中的某個(gè)參數(shù)統(tǒng)一起來，在此電路中，統(tǒng)一起來的就是I，當(dāng)諧振時(shí)，I就是〖EMF/R〗，跟L和C不存在時(shí)完全一樣，根據(jù)這I，看看Xʟ或Xᴄ單測(cè)時(shí)需要的電壓跟槽路中的有差別否，沒有！！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-9-4 06:54

LC諧振糊弄人的地方，就是槽路阻抗！理想槽路的整體阻抗，串聯(lián)諧振時(shí)為零，并聯(lián)諧振時(shí)為無窮大，但其實(shí)，Xʟ和Xᴄ跟單獨(dú)測(cè)量時(shí)無二，此乃直觀認(rèn)知所必須抓住的核心！！

任何元件，一旦成形，自身參數(shù)即告固化，不因如何使用而變更，任何元件，都離不開電動(dòng)勢(shì)、阻抗、電流
的因果關(guān)系，
當(dāng)元件組合運(yùn)用時(shí)，就把代表各元件自身特性的公式中的某一個(gè)參數(shù)統(tǒng)一起來 (類似于計(jì)算分?jǐn)?shù)時(shí)通份母的做法) ，這就是直觀理解，
而論原理，LC諧振「成長(zhǎng)」的關(guān)鍵，是慣性， L是個(gè)「搬運(yùn)工」，EMF正負(fù)交變，而諧振時(shí)，C總是正好跟EMF完全同相，全額疊加，
那么，L吸收的能量就隨著每次交變而增加了一個(gè)EMF，而這能量又全數(shù)轉(zhuǎn)移至電容，如此反復(fù)搬弄，直至R把EMF完全占掉，能量的堆疊才告休止，槽路平衡下來進(jìn)入穩(wěn)態(tài)。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-9-6 00:27

電抗無功的存取，是啥情況？！
行家及教授們也許覺得不值一哂，不屑一顧，菜鳥或中學(xué)生也許亦懶得思考，
電抗，至今仍不過是兩種，電感及電容，純電抗，單個(gè)使用或同類組合，換向點(diǎn)都是在電源電動(dòng)勢(shì)的峰值！
那么，電流跟電動(dòng)勢(shì)就會(huì)有 90° 的相位差，但有一點(diǎn)大家可能忽略：無功的實(shí)際電平，它因電動(dòng)勢(shì)而生，緊隨于電動(dòng)勢(shì)，像電阻的電壓降那樣，是同相的！
理想電阻的伏安特性，是電流跟電動(dòng)勢(shì)(或電壓降)的比例恒久不變，那么，電流最大的時(shí)間點(diǎn) 當(dāng)然就是電動(dòng)勢(shì)的峰值，電流方向緊隨電動(dòng)勢(shì)的極性同步交變，換向點(diǎn)在交流基線(亦就是過零)，這個(gè)沒異議吧？！
問題就在這里，LC諧振時(shí)，槽路的總合電抗不是「純阻性」的嗎，但是，電阻的導(dǎo)電機(jī)制跟電抗不一樣，電抗，即使運(yùn)行于諧振狀態(tài)，換向點(diǎn)依然是在電動(dòng)勢(shì)峰值，以無功形態(tài)存在的瞬時(shí)電流不可能跟電動(dòng)勢(shì)成正比，唯一能套用理想電阻法則的，就是〖I≡0〗，任何瞬間都是，零！！

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-9-16 00:33

當(dāng)L與C締合，耳機(jī)立馬就響起來，可咱們根本沒給它電咧，
LC槽路能從空間抓取能量壯大自身，這正正就是有別于一眾帶通網(wǎng)絡(luò)的亮點(diǎn)！
場(chǎng)致諧振，驅(qū)動(dòng)方法其實(shí)可以有兩種，AM收音機(jī)的LC槽路，既是調(diào)諧器也兼當(dāng)天線，
另一種方案，就是把所有元件都打造成自我屏蔽的結(jié)構(gòu)，以導(dǎo)線(電路)充當(dāng)天線，導(dǎo)線愈長(zhǎng)，「圍地」當(dāng)然可以愈寬廣，接收的靈敏度也會(huì)愈高。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-9-16 01:01

圖中的那個(gè) I，可代表自由震蕩時(shí)在槽路里「成長(zhǎng)」的電流，亦可代表電源，大家可把電源腦補(bǔ) 到 I 這個(gè)位置去。
如果我把這 I 腦補(bǔ)成一個(gè)純直流電源的EMF，那么，電位就是左負(fù)右正，看看現(xiàn)今司空見慣的軟開關(guān)電路，那些元件的排序，不就像這樣嗎？！
直流恒壓源對(duì)交流是相當(dāng)于短路的，不過實(shí)際上，在C里頭會(huì)有跟EMF相等的靜電勢(shì)貯藏著，但這貯能完全無礙于自由震蕩的進(jìn)程，亦不會(huì)被槽路所征用，
除非以負(fù)阻或可控性元件跟C并聯(lián)，才可把C內(nèi)的貯能掃除，軟開關(guān)系統(tǒng)的情況就是如此，還有，簡(jiǎn)約型的考畢茲震蕩器也能做到。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2024-9-19 00:19

這圖的初步構(gòu)思本非如此，可當(dāng)我畫成這般模樣時(shí)，我突然想到，
切斷元件跟元件的聯(lián)系，或把某區(qū)域跟系統(tǒng)隔離，開路并非唯一的方法，短路也是可以的，
還有就是，為何在LC槽路并聯(lián)電阻可遏制寄生震蕩，總算是有點(diǎn)明白了，如果中間的那根線既無阻力又沒有EMF (或者這EMF是DC恒壓源)，則L和C兩者就無法互動(dòng)了嗎？！

ID:149799 · 發(fā)表于 2024-9-29 11:10

謝謝樓主的講解，如果有驗(yàn)證的公式參與，能夠計(jì)算出結(jié)果，對(duì)學(xué)習(xí)將是最大的幫助。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2025-5-26 23:54

LhUpBJT 發(fā)表于 2024-9-16 01:01
圖中的那個(gè) I，可代表自由震蕩時(shí)在槽路里「成長(zhǎng)」的電流，亦可代表電源，大家可把電源腦補(bǔ) 到 I 這個(gè)位 ...

補(bǔ)個(gè)圖，
根據(jù)電子電路理論，恒壓電源是「交流短路」的，
但在研習(xí)諧振章節(jié)的過程中，我忽視了，只看到恒壓電源或元件的鉗位作用，
LC擺振，是無功互換，把LC槽路掛載到恒壓直流電源上，還不被鉗得貼貼服服？！
最近才醒覺到，恒壓源在LC槽路內(nèi)等同導(dǎo)線，完全不會(huì)妨礙無功的遷移交換，衹是讓電容兼擔(dān)隔直作用，在電容內(nèi)留下等于電源電壓的靜電勢(shì)，這靜電勢(shì)成為L(zhǎng)C擺振的交流基線，震幅跟經(jīng)典槽路無異，
在軟開關(guān)電路的Vcc，就是在圖下半部中跟電感串聯(lián)的那一個(gè)，2Vcc是不允許存在的，只能留下那個(gè)電容，〖開關(guān)諧振〗時(shí)，電容被電感充電至2Vcc甚至更高 (成為有源器件承受的電壓應(yīng)力)，如果電容充電沒超過甚至不到2Vcc，就無法透過電感將自己清空。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2025-5-31 16:48

LhUpBJT 發(fā)表于 2025-5-26 23:54
補(bǔ)個(gè)圖，
根據(jù)電子電路理論，恒壓電源是「交流短路」的，
但在研習(xí)諧振章節(jié)的過程中，我忽視了， ...

直流恒壓源不妨礙LC的無功交換，但會(huì)影響電感的壓降，
電感、電容、電源與開關(guān)，四物串聯(lián)，是buck拓?fù)洌鰤罕冗h(yuǎn)不及boost，而且會(huì)受電容狀態(tài)的影響，
現(xiàn)實(shí)中的電感不是理想元件，貯能多寡不光看電流，還是壓差的函數(shù)，若然電感兩端電位相等，那就感不起來了，那么，點(diǎn)擊按鈕也不會(huì)激發(fā)自由震蕩。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2025-5-31 17:17

先前講過，如果電感串聯(lián)了Vcc，那個(gè)給電容預(yù)充的2Vcc就不需要，
電容若是空的，電路接通就能把電容灌至2Vcc，然后就是衰減震蕩，跟沒有串入Vcc一樣，
把這Vcc換成規(guī)格跟C相同的電容並且以Vcc預(yù)充，C不充，當(dāng)電路接通，就會(huì)發(fā)生乒乓效應(yīng)，
兩個(gè)電容一空一滿交替輪換，但電壓不交變，也不會(huì)發(fā)生倍壓現(xiàn)像，這乒乓效應(yīng)，老師、書本、互聯(lián)網(wǎng)，都似乎沒覺著有甚么介紹。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2025-6-7 19:45

LhUpBJT 發(fā)表于 2025-5-26 23:54
補(bǔ)個(gè)圖，
根據(jù)電子電路理論，恒壓電源是「交流短路」的，
但在研習(xí)諧振章節(jié)的過程中，我忽視了， ...

不受純直流恒壓源鉗制的，是串聯(lián)諧振，
並聯(lián)諧振並聯(lián)的，如果是恒壓源，就只能是交流或脈沖直流，
2Vcc，純?yōu)樵谧杂烧鹗帉?shí)驗(yàn)進(jìn)行前給電容預(yù)充而設(shè)，不該存在于電路中，
而軟開關(guān)電源是完全不需要這預(yù)充操作的，不預(yù)充的話，當(dāng)LC槽路發(fā)動(dòng)后，電容甚至可被電感灌至比2Vcc還高些，然后就是，清空，灌高，再清，再灌……，貯能擺幅一波低于一波 (亦就是電容清不空了的情況)，到最后就是，電容電壓靜止于 Vcc，自由震蕩終結(jié)，就跟電感沒串Vcc的經(jīng)典范例 (最終，槽路里空空如也) 一樣。

ID:1100060 · 發(fā)表于 2025-6-7 19:59

王秋冬發(fā)表于 2024-9-29 11:10
謝謝樓主的講解，如果有驗(yàn)證的公式參與，能夠計(jì)算出結(jié)果，對(duì)學(xué)習(xí)將是最大的幫助。

抱歉，我走的不是技術(shù)路線，只是〖觀現(xiàn)像，詮本質(zhì)〗，以理論，概念的灌輸為主導(dǎo)，不驗(yàn)證甚么，只希望能有助后來者多快好省地建立起正確的基礎(chǔ)思維，無痛入門。

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對(duì)諧振的初步認(rèn)識(shí)