- •ОГЛАВЛЕНИЕ
- •ВВЕДЕНИЕ
- •ЛЕКЦИЯ 5. МЕТОД КОМПЛЕКСНЫХ АМПЛИТУД
- •ЛЕКЦИЯ 7. МОЩНОСТЬ В ЦЕПИ ГАРМОНИЧЕСКОГО ТОКА
- •ЛЕКЦИЯ 8. ИЗБИРАТЕЛЬНЫЕ (РЕЗОНАНСНЫЕ) ЦЕПИ
- •ЛЕКЦИЯ 9. ПАРАЛЛЕЛЬНЫЙ КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ КОНТУР
- •ЛЕКЦИЯ 10. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
- •ЛЕКЦИЯ 11. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ. СВЯЗАННЫЕ КОНТУРЫ
- •ЛЕКЦИЯ 12. НАСТРОЙКА СВЯЗАННЫХ КОНТУРОВ
- •ЛЕКЦИЯ 13. РЕЗОНАНСНЫЕ КРИВЫЕ СВЯЗАННЫХ КОНТУРОВ
- •ЛЕКЦИЯ 14. ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ
- •ЛЕКЦИЯ 15. ХАРАКТЕРИСТИЧЕСКИЕ (ВТОРИЧНЫЕ) ПАРАМЕТРЫ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКА
- •ЛЕКЦИЯ 17. СЛОЖНЫЕ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКИ
- •ЛЕКЦИЯ 18. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ
- •ЛЕКЦИЯ 20. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ В ЦЕПИ RLC
- •ЛЕКЦИЯ 23. РАСЧЕТ ПЕРЕХОДНЫХ ПРОЦЕССОВ ПРИ ПРОИЗВОЛЬНЫХ ВХОДНЫХ ВОЗДЕЙСТВИЯХ
- •ЛЕКЦИЯ 25. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ
- •ЛЕКЦИЯ 26. ФИЛЬТРЫ ВЕРХНИХ ЧАСТОТ
- •ЛЕКЦИЯ 27. ПОЛОСОВЫЕ ФИЛЬТРЫ
- •ЛЕКЦИЯ 28. ФИЛЬТРЫ ТИПА M
- •ЛЕКЦИЯ 29. БЕЗЫНДУКЦИОННЫЕ ФИЛЬТРЫ
- •ЛЕКЦИЯ 30. ЦЕПИ С РАСПРЕДЕЛЕННЫМИ ПАРАМЕТРАМИ
- •ЛЕКЦИЯ 31. РЕЖИМ БЕГУЩИХ ВОЛН
- •ЛЕКЦИЯ 32. РЕЖИМ СТОЯЧИХ ВОЛН
- •ЛЕКЦИЯ 33. РЕЖИМ СМЕШАННЫХ ВОЛН
- •ЛЕКЦИЯ 34. СОГЛАСОВАНИЕ ЛИНИИ С НАГРУЗКОЙ
- •ЛЕКЦИЯ 35. ЧЕТВЕРТЬВОЛНОВЫЙ ТРАНСФОРМАТОР
- •ЛЕКЦИЯ 36. ВВЕДЕНИЕ В СИНТЕЗ ПАССИВНЫХ ЦЕПЕЙ
- •ЛЕКЦИЯ 37. СИНТЕЗ ДВУХПОЛЮСНИКОВ
- •ЛЕКЦИЯ 38. СВОЙСТВА И РЕАЛИЗАЦИЯ ВХОДНЫХ ФУНКЦИЙ RC-ДВУХПОЛЮСНИКОВ
- •ЛЕКЦИЯ 39. СИНТЕЗ RLC-ДВУХПОЛЮСНИКОВ
- •ЛЕКЦИЯ 40. СИНТЕЗ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ
- •ЛЕКЦИЯ 41. ЛЕСТНИЧНЫЕ ЦЕПИ С ЭЛЕМЕНТАМИ ДВУХ ТИПОВ
- •ЛЕКЦИЯ 42. РЕАЛИЗАЦИЯ ЧЕТЫРЕХПОЛЮСНИКОВ МЕТОДОМ ДАРЛИНГТОНА
- •ЗАКЛЮЧЕНИЕ
- •БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ЛЕКЦИЯ 10. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
Контур с неполным включением индуктивности. Контур с неполным включением емкости.
Получение высокой избирательности требует как можно меньшего влияния внутреннего сопротивления источника сигнала на колебательный контур. Кроме того, максимальная мощность передается от генератора к нагрузке при Ri = RH. Поскольку параллельный колебательный контур является нагрузкой генератора, внутреннее сопротивление Ri которого не регулируется в широких пределах, то для согласования контура с генератором необходимо изменить его параметры так, чтобы изменилось входное сопротивление RЭ при неизменной резонансной частоте и полосе пропускания. Это условие выполняется в сложных контурах II и III вида с неполным включением индуктивности и емкости рис. 10.1.
|
|
|
|
|
|
C1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L2 |
|
|
|
|
|
|
||||
L1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
C2 |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R2 |
||
|
|
R2 |
|
|
|
R |
|
|
|||||
R1 |
|
|
1 |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
б |
|
Рис. 10.1 |
Контурснеполнымвключениеминдуктивности.
В общем случае соотношения между L1 и L2, C1 и C2 можно изменять. Для получения резонанса токов необходимо, как и в контуре первого
вида, чтобы X1 = – X2. Для контура II вида (рис. 10.1, а)
ω L = − |
|
ω L − |
|
1 |
|
(при R |
X |
|
и R |
|
X |
|
). |
||||||||
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|||||||||||||||
0 |
1 |
|
|
0 |
2 |
ω C |
1 |
|
|
2 |
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
ω |
(L |
+ L |
)− |
1 |
|
= 0 илиω = |
|
1 |
|
|
f |
|
= ω0 |
|
, |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|||||||||||||
0 |
1 |
|
|
2 |
|
|
ω0C |
|
|
0 |
|
LC |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2π |
|
где L = L1 + L2.
Основы теории цепей. Конспект лекций |
-94- |
ЛЕКЦИЯ 10. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
Контур с неполным включением индуктивности
Обозначим p = LL1 – коэффициент включения, тогда X1 = ω0L1 = pω0L,
ω0L = ρ.
Входное сопротивление контура при резонансе
Z |
BX P |
= R |
= |
X12P |
= |
p2ρ2 |
= p2R |
(R = R |
+ R ). |
|
|
||||||||
|
Э |
R |
R |
Эmax |
1 |
2 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
Кроме резонанса токов, в контуре II вида возможен и резонанс напряжений в ветви L2C
X |
|
= ω L − |
1 |
= 0, ω = |
1 |
> ω |
|
f |
|
= ω02 |
. |
2 |
|
|
|
02 |
|||||||
|
02 2 |
ω02C |
02 |
L2C |
0 |
|
2π |
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
При частоте ω = ω02 сопротивление второй ветви резко падает до вели-
чины R2.
Поскольку L2 = L – L1 = L(1 – p), то
ω02 |
= |
|
1 |
= |
ω0 |
, |
||
L(1 |
− p)C |
1 |
− p |
|||||
|
|
|
|
т. е. чем меньше коэффициент включения, тем ближе ω02 к ω0.
Модуль входного сопротивления контура при небольших расстройках
Z = p2 RЭmax .
BX 1+ξ2
Если контур питается от идеального источника тока, то напряжение на нем изменяется с частотой так же, как и |ZВХ|.
На рис. 10.2, а приведена зависимость напряжения от частоты на реальном контуре с параметрами L1 = L2 = 25 мГн, С = 7,5 нФ, R = 40 Ом при подключении его к источнику Е = 1 В с внутренним сопротивлением Ri = 10 кОм.
Контур II вида не только выделяет сигналы с частотой, близкой к ω0, но и более сильно, чем контур I вида, подавляет сигналы, близкие по частоте к ω02.
На рис. 10.2, б представлена ФЧХ, соответствующая данной амплитуд- но-частотной характеристике.
Действительно, на частотах 0 < ω < ω0 входное сопротивление контура имеет индуктивный характер, поскольку на частоте ниже резонансной в параллельном контуре сопротивление левой ветви (рис. 10.1, а) меньше сопротивления правой ветви, имеющей емкостной характер. На частотах ω0 < ω < < ω02 входное сопротивление определяется емкостным сопротивлением правой ветви, поскольку последовательный контур L2C на ω < ω02 имеет входное
Основы теории цепей. Конспект лекций |
-95- |
ЛЕКЦИЯ 10. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ |
||||
|
Контур с неполным включением индуктивности |
|
||
сопротивление емкостного характера. На частотах ω > ω0 сопротивления вет- |
||||
вей X1 и X2 имеют индуктивный характер и ФЧХ стремится к 90º при ω→∞. |
||||
Следует отметить, что в колебательном |
контуре с потерями ФЧХ нигде не |
|||
достигает значения ±90º. |
|
|
|
|
1,0 |
В |
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
0,6 |
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
0 2 |
f0 |
10 f02 |
20 |
30 f, кГц |
|
а |
|
|
|
150 φ, град |
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
–50 |
|
|
|
|
–100 2 |
f0 |
10 |
20 |
30 f, кГц |
|
б |
|
|
|
|
Рис. 10.2 |
|
|
|
|
Контурснеполнымвключениемемкости. |
|
||
В контуре III вида (рис. 10.1, б) X1 = – X2 при |
|
|
ω L − |
1 |
|
= − |
|
− |
1 |
|
|
, |
(R X |
|
и |
R X |
|
). |
|||
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|||||||||||
0 |
|
ω C |
|
|
|
ω C |
|
|
1 |
|
2 |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
0 1 |
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Откуда ω = |
1 |
, где C = |
|
C1C2 |
. |
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
0 |
|
LC |
|
|
|
|
|
C1 +C2 |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Обозначив C = p – коэффициент включения, получим
C2
Основы теории цепей. Конспект лекций |
-96- |
ЛЕКЦИЯ 10. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
Контур с неполным включением емкости
R = |
1 |
= |
|
1 |
|
|
|
= p2 ρ2 |
= p2Q ρ. |
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
ω C 2 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Э |
R(ω0C2 )2 |
|
R |
|
|
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Как и в контуре II вида, в контуре III вида возможен резонанс напряже- |
|||||||||||||||||
ний в первой ветви, когда X1 = 0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
ω |
L − |
1 |
|
= |
0, |
ω = |
1 |
< ω |
f |
|
= |
ω01 |
. |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
01 |
|
|||||||||
|
|
01 |
|
|
|
|
|
|
|
01 |
LC1 |
0 |
|
|
2π |
|
||
|
|
|
|
|
|
ω01C1 |
|
|
|
|
|
|
|
АЧХ и ФЧХ для контура с параметрами L = 50 мГн, С1 = С2 = 15 нФ, R = 40 Ом при подключении его к источнику E = 1 B с внутренним сопротивлением Ri = 10 кОм представлены на рис. 10.3.
|
|
1,0 |
|
|
UК, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
0,6 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,4 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
f01 |
|
|
f0 |
|
|
|
20 |
|
|
30 |
|
f, кГц |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
а |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
φ, град |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
150 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
–50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
–100 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
2 |
|
|
|
f0 |
|
10 |
|
|
|
|
30 |
|
f, кГц |
|
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
||||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
б
Рис. 10.3
Следует отметить, что для передачи максимальной мощности от генератора к контуру следует выбрать коэффициент включения
p |
= |
Ri R |
= |
Ri |
R |
= R |
= p2 |
ρ2 . |
||
|
|
|||||||||
OPT |
|
ρ2 |
R |
|
i |
Э |
OPT |
R |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Эmax |
|
|
|
|
Основы теории цепей. Конспект лекций |
-97- |
ЛЕКЦИЯ 10. СЛОЖНЫЕ СХЕМЫ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ
Контрольныевопросы
1.С какой целью используются сложные схемы параллельных контуров?
2.Что такое коэффициент включения?
3.Какие виды резонансов имеют место в сложных параллельных кон-
турах?
Основы теории цепей. Конспект лекций |
-98- |