Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
ОТЦ лекции.pdf
Скачиваний:
1070
Добавлен:
17.03.2015
Размер:
6.1 Mб
Скачать

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 12

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-