Вынужденные колебания в одиночном контуре.




В зависимости от способа подключения колебательного контура к источнику колебаний (сигнала) различают последовательный и параллельный контуры. В любом случае на некоторой частоте сигнала в контуре возникает резонанс либо токов, либо напряжений.

На резонансной частоте реактивные сопротивления конденсатора и катушки индуктивности равны, следовательно, токи и напряжения в контуре зависят только от активного сопротивления электрической цепи, в которую включен колебательный контур. Это активное сопротивление называется эквивалентным сопротивлением контура.

В последовательном контуре внутреннее сопротивление генератора суммируется с активным сопротивлением контура, поэтому rэ = r+ ri, где rэ – эквивалентное сопротивление контура с учётом влияния генератора; r – собственное активное сопротивление контура; ri – внутреннее сопротивление генератора. Увеличение активного сопротивления приводит к уменьшению эквивалентной добротности ,

В параллельном контуре внутреннее сопротивление генератора подключено параллельно элементам колебательного контура и создаёт дополнительную цепь для прохождения тока контура. Следовательно, на внутреннем сопротивлении генератора будет выделяться энергия, что приведёт к снижению эквивалентной добротности контура.

Чем больше внутреннее сопротивление генератора тем слабее его влияние на свойства контура. Эквивалентная добротность , где Q – собственная добротность контура, ri – внутреннее сопротивление источника сигнала, ρ – характеристическое сопротивление контура; - резонансное сопротивление контура.

Амплитудно-частотная характеристика колебательного контура (резонансная кривая) имеет явно выраженный максимум на резонансной частоте. Следовательно, колебательный контур обладает избирательными свойствами, т. е. способен выделять колебания определённой полосы частот.

Полоса пропускания определяется как отношение резонансной частоты к добротности , где П или Δ f – полоса пропускания, f0 – резонансная частота контура, Q – добротность контура. С учётом влияния внутреннего сопротивления источника сигнала . Внутреннее сопротивление генератора сигнала ухудшает избирательные свойства контура и расширяет полосу пропускания, поскольку QЭ < Q. По амплитудно-частотной характеристике полоса пропускания контура определяется как разность частот на уровне 0,7 от максимального значения тока на резонансной частоте Рис.12.

Рис. 12. Определение полосы пропускания.

 

Связанные контуры.

Одиночный колебательный контур не позволяет обеспечить высокую избирательность при достаточно широкой полосе пропускания. Кроме того в полосе пропускания одиночный контур обладает существенной неравномерностью коэффициента передачи.

Получить хорошую избирательность при достаточно широкой полосе пропускания и удовлетворительной неравномерности можно, используя систему связанных контуров.

Связь между контурами может быть индуктивной, ёмкостной или комбинированной. Рис. 13.

Рис. 13. Схемы связанных контуров.

a) – индуктивная, б) – емкостная внешняя связь.

 

Оба контура настраиваются на одну и ту же частоту f0. Поскольку контуры связаны, тони оказывают взаимное влияние друг на друга и расстраивают один другого. В результате меняется амплитудно-частотная характеристика системы связанных контуров. Чем сильнее связь, тем сильнее взаимное влияние контуров. Рис. 14.

При слабой связи характеристика двух связанных контуров не отличается от характеристики одиночного контура.

При сильной связи полоса пропускания значительно увеличивается, но на частоте настройки появляется провал. Система двух связанных контуров при сильной связи имеет две резонансные частоты f1 и f2.

Связь, при которой происходит переход от одногорбой характеристики к двугорбой называется критической. При критической связи вершина характеристики почти плоская.

На практике для получения требуемой избирательности при заданной полосе пропускания применяют сложные системы нескольких связанных контуров (фильтры сосредоточенной избирательности) или электромеханические (кварцевые) фильтры.

Рис. 14. Амплитудно-частотные характеристики контуров при различной степени связи.

 

Электрические фильтры.

При построении различных радиотехнических устройств возникает необходимость подавления колебаний в определённой области (полосе) частот, либо наоборот – усиление или пропускание колебаний в определённой области частот. Такие задачи решаются с помощью электрических фильтров. При построении фильтров применяются контенсаторы и катушки индуктивности. В зависимости от способа соединения элементов фильтра различают Г-образные, П-образные и Т-образные фильтры. Рис. 15.

Г- образные звенья. П- образное звено.

Т- образное звено


 

Рис. 15. Электрические схемы различных звеньев фильтров.

 



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-08-19 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: