专利名称：一种多频谐振电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种谐振电路，具体涉及一种包含至少两个谐振频率成分的正弦电流组合波的电路。
背景技术：
现有的谐振电路结构主要有串联谐振、并联谐振和串并联混合谐振，其特点是，当激励的频率与电路的固有频率相等时，可以更好地增强该频率的信号而抑制其它频率的信号，该电路的固有频率称为电路的谐振频率。具有单一谐振频率的电路十分常见，但在实际应用中，需要提供多个谐振频率的信号，如无线通信为提高频带宽度发射多种频率的信号，地质探测为提高效率和获得不同深度的地电信息向地下发送不同频率的电流，则单一谐振频率的电路不能满足使用要求。“混场源电磁法仪器研制进展”，程德福，王君，李秀平等，地球物理学进展，第19卷第4期，第778 781页，2004年12月，记载了一种混场源电磁发射机，采用同一套发射天线配合不同的谐振电容分时发送不同频率的谐变电流，由于发射电路同一时间只有一个谐振回路，本质上仍属于单频发射。“多点同时谐振电路的分析与仿真”，李世琼，电气电子教学学报，第30卷第2期，第33 35页，2008年4月，记载了一种多点同时谐振电路，多点同时谐振电路由两个或两个以上的并联谐振单元相串联构成，每个并联谐振单元包括电感、电容和电阻，各处并联谐振单元可以同时发生并联谐振，多点同时谐振电路也可以由两个或两个以上的串联谐振单元相并联构成，每个串联谐振单元包括电感、电容和电阻，各处串联谐振单元可以同时发生串联谐振，文中记录的多点同时谐振电路各处谐振的谐振效果是独立的，不能实现各处谐振电流的合成。
发明内容
本发明所要解决的技术问题就是提供一种多频谐振电路，它能实现至少两个谐振同时发生，且能将至少两个频率的谐振电流进行合成。本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括由第一电阻Rl与第一电感LI串联为第一层串联支路，用第一电容Cl与第一层串联支路并联构成第一并联谐振单元；其特征在于
由第一并联谐振单元与第二电阻R2、第二电感L2串联为第二层串联支路，用第二电容C2与第二层串联支路并联构成第二并联谐振单元；
由第二并联谐振单元与第三电阻R3、第三电感L3串联为第三层串联支路，用第三电容C3与第三层串联支路并联构成第三并联谐振单元；
照此次序连接，并联谐振单元依次嵌套，
由第n-1并联谐振单元与第n电阻Rn、第n电感Ln串联为第n层串联支路，用第n电容Cn与第n层串联支路并联构成第n并联谐振单元，其中n取正整数中的任一个；再由第n并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。本发明由n个嵌套的并联谐振单元和I个串联谐振单元构成，可以产生n+1个谐振点，能实现n+1个谐振同时发生，由于n至少取1，则本发明至少有两个谐振同时发生；各个谐振单元的谐振电流可以集中汇集于第一层串联支路，能实现多个频率的正弦电流合成。若第一层串联支路的第一电阻Rl和第一电感LI构成阻感性发射天线，则能实现多个谐振频率的正弦电流合成发射。本发明具有的优点是能实现多个谐振同时发生，并能实现多个谐振频率的正弦电流合成发射。
本发明的
如下
图I为本发明的电路 图2为本发明第一个实施例的电路 图3为图2所示的电路中施加一方波激励后发射天线电流的波形 图4为图2所示的电路中施加一方波激励后得到的发射天线电流频谱 图5为本发明第二个实施例的电路 图6为图5所示的电路中施加一方波激励后发射天线电流的波形 图7为图5所示的电路中施加一方波激励后得到的发射天线电流频谱图。图8为本发明第三个实施例的电路 图9为图8所示的电路中施加一方波激励后发射天线电流的波形 图10为图8所示的电路中施加一方波激励后得到的发射天线电流频谱图。
具体实施例方式下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明
如图I所示，本发明包括由第一电阻Rl与第一电感LI串联为第一层串联支路，用第一电容Cl与第一层串联支路并联构成第一并联谐振单元；
由第一并联谐振单元与第二电阻R2、第二电感L2串联为第二层串联支路，用第二电容C2与第二层串联支路并联构成第二并联谐振单元；
照此次序连接，并联谐振单元依次嵌套，
由第n-1并联谐振单元与第n电阻Rn、第n电感Ln串联为第n层串联支路，用第n电容Cn与第n层串联支路并联构成第n并联谐振单元，其中n取正整数中的任一个；
再由第n并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。图I所示的电路中接有一方波激励电源。
当n=l时，并联谐振单元仅有由第一电阻Rl与第一电感LI串联为第一层串联支路，用第一电容Cl与第一层串联支路并联构成的第一并联谐振单元；再由第一并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。这样本发明为具有两个谐振点的谐振电路，如图2所示。上述电路由n个嵌套的并联谐振单元和一个串联谐振单元构成，可以产生n+1个谐振点，能实现n+1个谐振同时发生；各个谐振单元的谐振电流可以集中汇集于第一层串联支路，能实现多个频率的正弦电流合成。若第一层串联支路的第一电阻Rl和第一电感LI构成阻感性发射天线，则能实现多个谐振频率的正弦电流合成发射。实施I
如图2所示，它为两个谐振点的谐振电路，由第一电阻Rl与第一电感LI串联为第一层串联支路，用第一电容Cl与第一层串联支路并联构成第一并联谐振单元；
再由第一并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。
图2所示的电路中接有一方波激励电源。该电路的第一电阻Rl和第一电感LI分别为发射天线(或者称发射线圈)的电阻和电感。根据克希霍夫电流定律(KCL),流过发射天线LI的电流!L1=Icil+;^,其中!L1为第一层串联支路的电流，i01为第一并联谐振单元的电流，is为串联谐振电路的谐振电流。图3为图2所示的电路中施加一方波激励后发射天线电流的波形图，该波形为一个低频正弦波上叠加有一个高频正弦波，低频正弦波的幅值大于高频正弦波。图4为图2所示的电路中施加一方波激励后得到的发射天线电流频谱图，图3的波形中包含谐振频率711Hz和谐振频率28kHz两种主频成分，该电路具有优良的选频特性。实施2
如图5所不,它为三个谐振点的谐振电路，由第一电阻Rl与第一电感LI串联为第一层串联支路，用第一电容Cl与第一层串联支路并联构成第一并联谐振单元；
由第一并联谐振单元与第二电阻R2、第二电感L2串联为第二层串联支路，用第二电容C2与第二层串联支路并联构成第二并联谐振单元；
再由第二并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。图5所示的电路中接有一方波激励电源。该电路的第一电阻Rl和第一电感LI分别为发射天线(或者称发射线圈)的电阻和电感。根据克希霍夫电流定律(KCL),流过发射天线LI的电流!L1=Icil+;^, I2=I02 +iso所以，I1=I01 +i02 +is，其中I1为第一层串联支路的电流，i0i为第一并联谐振单元的电流，i02为第二并联谐振单元的电流，is为串联谐振电路的谐振电流。图6为图5所示的电路中施加一方波激励后发射天线电流的波形图，该波形较复杂。图7为图5所示的电路中施加一方波激励后得到的发射天线电流频谱图，图6的波形中包含谐振频率660Hz、谐振频率30kHz和谐振频率59kHz三种主频成分，该电路具有优良的选频特性。实施3
如图8所示，它为四个谐振点的谐振电路，由第一电阻Rl与第一电感LI串联为第一层串联支路，用第一电容Cl与第一层串联支路并联构成第一并联谐振单元；
由第一并联谐振单元与第二电阻R2、第二电感L2串联为第二层串联支路，用第二电容C2与第二层串联支路并联构成第二并联谐振单元；
由第二并联谐振单元与第三电阻R3、第三电感L3串联为第三层串联支路，用第三电容C3与第三层串联支路并联构成第三并联谐振单元；
再由第三并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。图8所示的电路中接有一方波激励电源。
该电路的第一电阻Rl和第一电感LI分别为发射天线(或者称发射线圈)的电阻和电感。根据克希霍夫电流定律(KCL),流过发射天线LI的电流,其中ifice+h，i3=io3+is°所以，ii=i(ii+ice+iM+is，其中L为第一层串联支路的电流，i0i为第一并联谐振单元的电流，4为第二并联谐振单元的电流，^为第三并联谐振单元的电流，is为串联谐振电路的谐振电流。图9为图8所示的电路中施加一方波激励后发射天线电流的波形图，该波形较复杂。图10为图8所示的电路中施加一方波激励后得到的发射天线电流频谱图，图9的波形中包含谐振频率11kHz、谐振频率56kHz、谐振频率IOlkHz和132kHz四种主频成分，该电路具有优良的选频特性。为了避免各谐振单元谐振电感的相互影响，本发明除发射天线之外的各谐振电感进行屏蔽或绕制磁屏蔽电感。
权利要求
1.一种多频谐振电路，包括由第一电阻Rl与第一电感LI串联为第一层串联支路，用第一电容Cl与第一层串联支路并联构成第一并联谐振单元；其特征在于 由第一并联谐振单元与第二电阻R2、第二电感L2串联为第二层串联支路，用第二电容C2与第二层串联支路并联构成第二并联谐振单元； 由第二并联谐振单元与第三电阻R3、第三电感L3串联为第三层串联支路，用第三电容C3与第三层串联支路并联构成第三并联谐振单元； 照此次序连接，并联谐振单元依次嵌套， 由第n-1并联谐振单元与第n电阻Rn、第n电感Ln串联为第n层串联支路，用第n电容Cn与第n层串联支路并联构成第n并联谐振单元，其中n取正整数中的任一个； 再由第n并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。
2.根据权利要求I所述的多频谐振电路，其特征在于除第一电感LI之外的各电感设有电磁屏蔽装置。
全文摘要
本发明涉及一种包含至少两个谐振频率成分的谐振电路，它由第n-1并联谐振单元与第n电阻Rn、第n电感Ln串联为第n层串联支路，用第n电容Cn与第n层串联支路并联构成第n并联谐振单元，n个并联谐振单元依次嵌套，其中n取正整数中的任一个；再由第n并联谐振单元与电阻Rs、电感Ls、电容Cs构成的一个串联谐振单元相串联。本发明具有的优点是能实现多个谐振同时发生，并能实现多个谐振频率的正弦电流合成发射。
文档编号H03H7/46GK102624351SQ201210098920
公开日2012年8月1日 申请日期2012年4月6日 优先权日2012年4月6日
发明者付志红, 朱学贵, 苏向丰 申请人:重庆大学