Н.М. Изюмов, Д.П. Линде - Основы радиотехники (1083412), страница 15
Текст из файла (страница 15)
3.7). Рис. 3.7. Зависимость собственных частот системы связанных контуров от коэффициента их связи Следует иметь в виду, что формулы (3.13) — (3.!6) являются приближенными, так как они выведены в предполо>кении, что контуры лишены потерь. При больших значениях коэффициентов связи и высокой добротности контуров эти формулы дают достаточную точность. При частоте исто',ника выше или ниже обеих частот связи уменьшение тока во вторичном контуре происходит быстрее, чем в одиночном контуре. Иначе говоря, избирательность системы связанных контуров, т. е. способность выделять сигналы определенных частот н подавлять сигналы нных частот, получается выше, чем у одиночных конту- 50 ров.
Это широко используется на практике. Ценным свойством связанных контуров является такню их способность приблизительно одцнаково пропускать колебания, заниман)шие некоторую полосу частот (заштрнхованная область для ириной 2 на рис.'3.6). На практике часто приходится иметь дело с системой двух связанных контуров с разнымн >астотами собственных колебанвй, поэтому вал<но знать их резонансные свойства. Прежде всего определим область, в которой будут находиться их частоты связи. Рассу>ндая так же, кан для двух одинаковых связанных контуров, можно построить векторные диаграммы интересуюшей нас системы.
Легко понять, что в случае, если частота напряжения источника ниже частоты собственных колебаний обоих контуров, то векторная диаграмма системы будет иметь тот же внд,:то и в случае одинаково настроенных контуров (см. рис. 3.4), и, следовательно, при достаточной связи возне>кен резонанс.
Чем сильнее связь между контурами, тем большее компенсирующее реактивное сопротивление вносится пз вторичного конту~ра в первичный. Следовательно, тем больше отличается частота, на которой достигается резонанс, от частот собственных колебаний контуров. Векторная диаграмма для частоты, лежащей между частотами собственных колебаний контуров, если предположит>ь что первичный контур настроен на более низкую частоту, будет иметь тот же вид, по и на рис.
3.4. Но первичный контур представляет теперь для источника сопротивление индуктивного характера, и реакция вторичного контура, увеличивающая это сопротивление, не может вызвать резонанса. Аналогично можно показать, что возможен второй резонанс на частоте, более высокой, чем частоты собственных колебаний обоих контуров, и невозможен резонанс на средней частоте при частоте собственных колебаний первичного контура, более высокой, чем частота собственных колебаний вторичного. Таким образом, система пз двух неодинаковых связанных контуроэ может иметь две резонансные частоты (частоты связн); одна из них лежит ниже более низкой из собственных частот контуров, а другая — выше более нысокой из них.
Чем сильнее связь, тем больше расходятся резонзнсные частоты. Расчет резонансных частот двух связанных контуров с коэффициентом а! гх гг ах --,-~ фа3~' г, аугг Рис. 3.8. Зависимость собственных частот связанных контуров от их настройки прн различных коэффициентах связи Рис. 3.9. Различные виды связи между контурами 8.2. НАСТРОЙКА СИСТЕМЫ ИЗ ДВУХ СВЯЗАННЫХ КОНТУРОВ связи йь имеющих различные частоты собственных колебаний, позволяет построить график, изображенный на рис. 3.8.
Он показывает, что с увеличеняеч частоты вторичного контура прн неизменной частоте первичного резонансные частоты возрастают, оставаясь одна ниже частоты первичного контура, а вторая выше частоты вторичного. Если рассчитать или опытным путем снять эти же зависимости при большем ноэффициенте связи йз, то получатся аналошшные, но расположенные дальше друг от друга кривые (штриховые). Следовательно, при этом резонансные частоты будут сильнее отличаться друг от друга. Выше были рассмотрены общие свойства связанных контуров на примере контуров, охваченных общим магнитным потоком. Эти основные закономерности распространяются на любую онстему связанных контуров с той лишь разницей, что при этом несколько изменяются выражения для расчета сопротивления, козффицквнта и частот связи. На рис.
3.9,а ~изображены контуры с автотрансформаторной связью. Здесь часть напряжения с катушки Сь создающаяся на какой-то се части (.чм подается во вторичный контур, возбуждая в нем электрические колебания. На рис. 3.9,6 контуры связаны с помощью конденсатора Сам включенного в общую цепь обоих контуров (внутренняя связь).
Цель настройки системы связанных контуров обычно заключается в передаче во вторичный контур возможно боль- Для токов первичного контура создаются две параллельвые ветви: конденсатор связи Счь в одной и элементы Сз, Сз, гз в другой. Чем больше сопротивление конденсатора .связи, т. е. чем меньше его емкость, тем большая доля тока первичного контура отметвляется в цепь вторичного и, значит, тем больше связь. Второй вариант емкостной связи (внешняя связь) между контурами показан на рнс.
3.9,в. В этом случае во втори ь ноч контуре протекает тем больший ток, чем меньше сопротивление конденсатора связи, т. е. чем больше сго емкость. На рис. 3.9,г представлена схема с кондуктилмой связью между контурами, где общим элементом в цепях обоих контуров является активное сопротивление Лч . Почти во всех этих схемах элементом связи служит общий элемент, входящий в цепи обоих контуров. Напряжение, возбуждающее вторичный контур, равно произведению сопротивления этого элемента на протекающий в нем ток. Исключение составляет схема на рис. 3.9,в, в которой элементом связи является конденсатор, связывающий цепи обоих контуров. шей мощности, т. е.
в получении в неч максимального тока нли требуемой по- лосы пропускания при возможно бовь- 5! шей избирательности. Увеличения тока во вторичном контуре можно достичь несколькими способами. Например, настройкой первичного контура можно добиться резонанса на одной из частот связи, что приведет к возрастанию токов в вервичном и нторичном контурах. Этот случай называют и е р в ы м ч а с тны м резона псом. Того же можно добиться настройкой вторичного контура. При этом резонанс получится на одной из частот связи. Такая настройка называется вторым частным резонансом.
Как в первом, так и ва втором случаях связь между контурами выбирается произвольно, поэтому во вторичный контур может передаваться весьма малая мощность. Для передачи максимальной мощности во вторичный контур нужно, кроме настройки, подобрать еше наивыгоднейшую связь. Таким образом, наилучшая передача мошносви из первичного контура ва вторичный достигается при выполнении двух условий: реактивное сопротивление, вносимее в перви ы ный контур, должно быть равно и противоположно по знаку его собственному реактивному сопротивлению, а активное сопротивление, вносимое в первичный контур, равно его собственному активному сопротивлению.
Принято говорить, что в отрегулированной таким образом схеме имеет место общий резонанс. Практи- Глава четвертаи ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ФИЛЬТРЫ 4Л. НАЗНАЧЕНИЕ ФИЛЬТРОВ В цепях радиотехнических устройств обьшно одновременно протекают токи самых различных частот: ат очень высоких радиочастот до инзквх (звуковых) частот и даже до настоянного тока. Обычно токи некоторых из этих частот должны воздействовать на последующие элементы схемы, воздействие же токов других частот является вредным, так как нарушает нормальную работу аппаратуры. Поэтому возникает необходимость отделенив токов одних частот от токов других. Эта задача решается с помощью специальных устройств, называемых электрическими фнльтр а ми. В зависимости от того, какие из частот пропускаются (выделяются) фильб2 чески его получают путом нескольких повторных регулнровок.
Например, устанавливают слабую связь между контурами и настраивают первичный контур по максимуму тока во вторичном. Затем увеличивают связь и, повторяя настройку, замечают новое значение максимума тока во вторичном контуре. Эта операция повторяется до тех пор, пока дальнейшее увеличение связи не начнет приводить к снижению ма~ксимального значения тока во вторичном контуре. Такие же результаты могут быть получены при настройке вторичного контура и подборе оптимальной связи. Сложность получения общего резонанса в аистеме связанных контуров представляет значительное неудобство.
Более удобно настраивать контуры порознь в резонанс и затем подбирать наивыгоднейшую связь. В этом случае приходится производить всего три операции. Такую настройку называют получением полного резонанса в системе. Недостатком ее является необходимость в трех органах настройки.
В тех случаях, когда настройка связанных контуров п|роизводится для получения достаточно широкой полосы пропускания при резком ослаблении не входящих в нее частот, это достигается подборам наиболее выгодной связи между контурами. Иногда этого добиваются путем взаимной расстройки контуров. тром для передачи в последующую цепь, элекпричесние фильтры разделяются на фильтры нижних и верхних частот. Применяются также п ол асов ы е фильтры, задачей которых является пропускание лишь токов с частотами, лежащими в пределах заданной паласы от Ь до )з,,и заградительные фильтры, не пропускающие токи с частотами, лежащими в пределах определенной полосы частот. Фильтры нижних частот делятся на две основные группы: фильтры, предназначенные пропускать токи низких звуковых частот, и фильтры к источникам питания постоянного тока, предназначенные пропускать лишь постоянный ток.
4.2. ФИЛЬТРЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА 7и Н гйГп птзпВд типьтп Рис. 4,1. Использование конденсатора в качестве фильтра г 7 с с Рис. 4.3. ~П-образ- ~7 ный фильтр ~ ныл 3вва и Рис. 4.2. Г-образный фильтр Отделение постоянного тока от переменных токов может быть осушествлено с помошью конденсаторов. Так, если в цепи ,имеется источник постоянного тока, дающий одновременно и переменный ток (рнс. 4.1), а через нагрузку Н должен протекать только постоянный ток, то параллельно нагрузке включают конденсатор С. При достаточно большой емкости конденсатора переменный ток почти весь проходит через него и практически не п~роходит через нагрузку. Постоянный же ток проходят через нагрузку.
Чтобы весь переменный ток проходил через конденсатор, его сопротивление переменному току должно быть значительно меньше сопротивления нагрузки, т. е. 1 (( зи (4.1) ыС поэтому емкость конденсатора нужно брать тем больше, чем меньше сопротивление нагрузки, и, наоборот, с увеличением сопротивления нагрузки можно брать конденсаторы меньшей емкости. Если в цепи протекает одновременно несколько переменных токов различных частот, то конденсатор следует выби. рать по самой низкой из этих частот. При малом сопроаивлеиии нагрузки или очень низкой частоте переменного тока требуемая емкость конденсатора может оказаться очень большой, что приводит к увеличению габаритных размеров, массы и стоимости устройства.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
