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什么是共振频率？
什么是谐振频率，它有(yǒu)什么作用(yòng)？虽然糟糕的唱歌技巧不太可(kě)能(néng)打碎玻璃，但产生的声音等于玻璃的共振频率。至少，那是我从高中物(wù)理(lǐ)课上回忆起的。随着时间的流逝，我还发现共振频率不仅与玻璃破碎有(yǒu)关，而且还是某些電(diàn)子设备工作原理(lǐ)的重要原理(lǐ)。
什么是共振频率？
共振频率是介质以最高振幅振动的固有(yǒu)频率
為(wèi)什么玻璃在暴露于声音时会破碎？声波是引起分(fēn)子振动的声波。当从光源投射时，振动会通过空气传播到玻璃的物(wù)理(lǐ)结构上。如果声音的声频与玻璃的固有(yǒu)频率匹配，则后者会开始以更大的振幅振动，从而有(yǒu)可(kě)能(néng)破坏其结构。
换句话说，以共振频率振动时，玻璃可(kě)能(néng)会破裂。共振频率也可(kě)以定义為(wèi)物(wù)體(tǐ)倾向于以较高振幅振动的固有(yǒu)频率。例如，如果来自車(chē)辆的集體(tǐ)振动力导致桥梁以其频率振动，您可(kě)能(néng)会感觉到桥梁“摇晃” 。
谐振频率一词在電(diàn)子设计中也很(hěn)常见，尽管它不如碎玻璃或剧烈摇晃的桥那么引人注目。
電(diàn)子電(diàn)路中的谐振频率
当電(diàn)路在特定频率下表现出最大的振荡响应时，表示電(diàn)子设备中的谐振频率。对于由電(diàn)感器和電(diàn)容器组成的電(diàn)路，这是可(kě)以观察到的。
為(wèi)了更好地理(lǐ)解什么是共振频率及其在電(diàn)子设备中的作用(yòng)，让我们看一下由交流電(diàn)源驱动的串联RLC電(diàn)路。众所周知，電(diàn)容和電(diàn)感的電(diàn)抗值随频率而变化。電(diàn)容電(diàn)抗由方程X c = 1 /（2ℼfC）定义，而電(diàn)感電(diàn)抗由方程X L = 2ℼfL给出。
整个频率上的感抗和容抗的关系
当在图表上绘制时，在特定频率下，减小(xiǎo)的電(diàn)容電(diàn)抗将与增加的電(diàn)感電(diàn)抗交叉。两个参数重叠的频率称為(wèi)RLC電(diàn)路的谐振频率。因此，可(kě)以通过以下方式表示電(diàn)容和電(diàn)感的相等值来得出谐振频率：
X L = X C
2ℼfL = 1 /（2ℼfC）
f r = 1 /（2ℼ√LC）
在串联RLC電(diàn)路中，以谐振频率驱动时，阻抗处于最小(xiǎo)值。電(diàn)路的阻抗由以下公式表示：
Z = R + X L -X C
在共振时，X L等于X C，这意味着它们彼此抵消。这使電(diàn)路的阻抗完全是電(diàn)阻性的。结果，当串联RLC電(diàn)路以其谐振频率工作时，流经串联RLC電(diàn)路的電(diàn)流处于其峰值。
在并联RLC電(diàn)路中，用(yòng)于计算谐振频率的公式保持不变。但是，您会发现電(diàn)流被抑制到最小(xiǎo)，因為(wèi)電(diàn)路的阻抗最大。发生这种情况的原因是，当并联连接时，電(diàn)路的LC表现為(wèi)开路。
谐振電(diàn)路的应用(yòng)
RF接收器让以電(diàn)路谐振频率振荡的信号通过
在各种应用(yòng)中都可(kě)以找到以谐振频率驱动電(diàn)路的概念。在振荡器中，并联LC用(yòng)作振荡電(diàn)路，并以其谐振频率驱动。结果是连续产生一系列稳定的振荡时钟脉冲，以驱动微控制器和通信IC等组件。
谐振電(diàn)路也出现在RF应用(yòng)中。它们成為(wèi)调谐器的基础，放大与其共振频率相对应的信号，并拒绝超出其带宽的信号。