Главная  Электронные лампы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [ 91 ] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

Вел11Ч1-шу, обратную уменьшенному в я раз декременту затухания, называют добротностью контура, или его качеством:

Обычно величина Q составляет несколько десятков или даже сотен.

15.2. ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯ В КОНТУРЕ.

ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР

Затухаюшне колебания в электронике практического применения не находят. Поэтому необходимо найти способы получения незатуха-юших колебаний в реальном контуре. Очевидно, что для этого следует пополнять запас энергии контура с таким расчетом, чтобы полностью компенсировать потери в нем. Для этого контур подключают к генератору переменного тока. Незатухаюшие колебания, которые

Е с

возникают при этом в контуре, называют вынужденными, так как их частота задается частотой ;"7Г внешнего генератора.

»J Генератор переменного тока можно подключить

Рис 15 4 Последо- контуру двумя способами: последовательно с эле-ватсльный иолеба- ментами контура L, С и R и параллельно им. тельный контур. В первом случае контур называют лослеоштелб-ным, а во втором - параллельным. Рассмотрим свойства последовательного колебательного контура (рис. 15.4).

Необходимо отметить, что хотя активное сопротивление потерь R распределено по всему контуру, на рисунке оно показано как самостоятельный сосредоточенный элемент, к которому отнесены все потери энергии.

Выясним, как изменяется ток / в последовательном контуре, если величина э. д. с. генератора переменного тока Е остается неизменной, а частота генератора изменяется. Для этого напишем формулу закона Ома (пренебрегая внутренним сопротивлением генератора) для последовательного контура

J= 5 (15.10)

Допустим, частота генератора настолько велика, что coL >

шС *

Тогда величина, стояшая в скобках в выражении (15.10), окажется достаточно большой, а ток в контуре малым. При уменьшении частоты генератора ток в контуре будет возрастать. Когда же (на более низких частотах) будет выполняться условие -~ coL, то с дальнейшим

уменьшением частоты ток вновь начнет уменьпаться.

Очевидно, что наибольшему значению тока в контуре соответствует условие

coL = . (15.ф



в этом случае ток в контуре

W--. (15.12)

Из выражения (15.11) можно найти частоту генератора, соответствующую максимальному значению тока в контуре:

со = -, или / =-П5 13)

Сравнивая выражения (15.5) и (15.13), легко заметить, что частота генератора со, соответствующая максимальному значению тока в контуре, совпадает с частотой собственных колебаний контура (о. Зто явление называют резонансом.

При резонансе последовательный контур представляет собой для генератора наименыиее, чисто активное сопротивление, равное по величине сопротивлению контура (формула 15.12). Это означает, что при резонансе энергия генератора расходуется только на сопротивлении R, а магнитная энергия катушки полностью переходит в электрическую энергию конденсатора и наоборот. Именно поэтому колебания в контуре оказываются незатухающими.

Ток /max = /рез, проходя чсрсз элсменты послсдовательного контура, создает на какдом из них соответствующее напряжение:

Ul = /рсзйо Uc ~ /pej . = /роз/?.

Учитывая, что напряжения Ul и Uc сдвинуты между собой по фазе на 180°, сумма этих напряжений равна нулю, а следовательно, падение напряжения на активном сопротивлении равно э. д. с. генератора:

/д = /р.з/? = £.

Интересная и очень важная особенность" последоватечьного контура состоит в том, что при резонансе переменное напряжение на конденсаторе и на катушке может во много раз превышать по величине приложенную к контуру э. д. с. Действительно, отношение индуктивного и емкостного напряжений к э. д. с. генератора составляет:

(15.14)

Е /р„/? R R

Таким образом, при резонансе в последовательном контуре напряжение }ia каждом из реактивных элементов в Q раз превышает э. д. с. генератора. Поэтому резонанс в последовательном контуре называют резонансом напряжений. Это свойство колебательного контура позволяет использовать его для избирательного усиления вы-со]ючасготных электрических сигналов.



Наглядное представление о зависимости тока в контуре от частоты приложенного напряжения дает резонансная кривая контура (рис. 15.5, а).

Из рисунка видно, что хотя величина э. д. с. генератора остается неизменной прп изменениях частоты, величина тока в контуре различна для разных частот. Следовательно, если к контуру одновременно приложено несколько э. д. с. с разной частотой, то наибольшее значение тока будет соответствовать резонаг[сной частоте. Токи других частот будут иметь значительно меньшую величину (рис. 15.5, а). Это свойство контура называют избирательностью, или селективностью. Чем больше добротность контура, тем острее резонанснач кривая и выше избирательность контура (рис. 15.5, б).


fi fo fz

л л fo fs л f

Рис. 15.5. Резонансные кривые последовательного контура:

а - зависимость тока в контуре от частоты; б - резонансные крипые контуров с разной доСротностью; я - определение полосы пропускания контура по резонансной криноЛ.

Одним ИЗ основных параметров колебательного контура является полоса пропускания П, под которой понимают спектр частот, в пределах которого токи в контуре отличаются от своего резонансного значения не больше чем в У2 раз. Полосу пропускания контура можно определить графически, если провести на резонансной кривой горизонтальную линию на уровне

0,707/

реэ-

Графическое определение полосы пропускания контура (П = 2Af) иллюстрируется рис. 15.5, в.

Зависимость полосы пропускания контура от добротности определяется по формуле

Я= 2Д/

(15.15)

Например, контур с добротностью Q = 100, настроенный на частоту fo 2000 кГц, имеет полосу пропускания Я = 2.f =

= 20 кГц. Очевидно, что для получения узкой полосы пропускания необходилю использовать контур с высокой добротностью, а для того чтобы получить широкую полосу пропускания, контур должен иметь низкую добротность.



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76] [77] [78] [79] [80] [81] [82] [83] [84] [85] [86] [87] [88] [89] [90] [ 91 ] [92] [93] [94] [95] [96] [97] [98] [99] [100] [101] [102] [103] [104] [105] [106] [107] [108] [109] [110] [111] [112]

0.0009