ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 267
Скачиваний: 1
ний. Если же этот двухполюсник работает в режиме резонанса то ков, общий ток через двухполюсник будет равен нулю. Кривая изменения тока в первичном контуре на рис. 6.16 изображена сплош ной линией.
Значения вторичного тока можно определить с помощью соот ношения (6.7):
= а —
|
|
|
|
col. |
|
|
|
|
|
|
При частотах щ и со2, когда ток |
/ х = |
со, ток / 2 |
также |
увеличи |
||||||
вается до бесконечности. При |
частоте |
резонанса |
токов |
сор ток |
/ 2 |
|||||
не падает до нуля |
как |
ток |
/ х , |
а уменьшается до значения, опреде |
||||||
ляемого из (6.5, б) |
при |
zn |
= |
z2 2 = |
0: |
|
|
|
|
|
Изменение тока во вторичном контуре изображено |
на рис. 6.16 |
|||||||||
штриховой кривой. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Частоты, соответствующие максимумам тока / 2 , |
сох < |
сор и со2 |
>> |
|||||||
> сор, называются |
частотами |
связи. |
Если учесть, что |
коэффициент |
связи между контурами с трансформаторной связью в радиоустрой
|
|
|
|
ствах обычно значительно мень |
||||
|
|
|
|
ше единицы, то станет очевид |
||||
|
|
|
|
ным, что частоты |
щ, |
сор и |
со2 |
|
|
|
|
|
очень близки друг другу. При |
||||
|
|
|
|
уменьшении |
коэффициента связи |
|||
|
|
|
|
между контурами |
частоты связи |
|||
|
|
|
|
сближаются |
с сор и минимум то |
|||
|
|
|
|
ка / 2 благодаря уменьшению M |
||||
|
|
|
|
повышается. |
|
|
|
|
•1 |
ир |
СО, |
Ù) |
Для объяснения обнаружен |
||||
ных особенностей |
частотных |
ха |
||||||
|
Рис. 6.16 |
|
рактеристик двух связанных |
ко |
||||
|
|
|
|
лебательных |
контуров |
заменим |
||
систему из |
двух |
колебательных |
контуров с трансформаторной свя |
зью одним первичным контуром, эквивалентным всему трансфор матору (см. рис. 6.8). Входное сопротивление этого контура в общем случае
r u + a2 r2 2 + / ( x n - • й2 %2 2 ).
В данном случае эта формула принимает следующий вид:
1
i l " |
CÛC„ |
CÛL,. |
1 |
CÙC2 |
|
|
, ' 2 2 |
C Û C 2 2 / |
|
|
« L u |
1 |
/ |
to2 M2 |
: |
CÛC,u |
|
|
|
|
|
|
|
170
Сопротивление, взятое в скобки, представляет собой сопроти вление, вносимое вторичным контуром в первичный.
При частоте сор = — - с о п р о т и в л е н и е , вносимое в первич-
V L22C22
ный контур, окажется равным бесконечности. Ток в первичном контуре прекратится. Этот режим соответствует резонансу токов. Очевидно, что когда оба контура двухконтурной системы настроены
на одну частоту, то при частотах, отличных |
от резонансной, знаки |
|||||
ххх |
и Аххх |
противоположны, так как оба контура при всех частотах |
||||
одновременно |
обладают |
индуктивной |
или |
емкостной реакцией, |
||
а |
Аххх = |
— Ö 2 |
X 2 2 - Этим |
и объясняется |
возникновение режимов ре |
|
зонанса |
напряжений при двух различных |
частотах. |
При частоте меньшей, чем сор, собственное сопротивление пер вичного контура будет емкостным, так как coLxi < ^ ^ ~ < а вносимое в этот контур реактивное сопротивление положительным, т. е.
индуктивным, так как и CÖL22 < ^ т - . При этом на частоте ах наступает резонанс напряжений. Токи в обоих контурах будут равны бесконечности.
При частоте большей, чем сор, сопротивление первичного кон
тура станет индуктивным (oLxx>—J~, |
а вносимое в первичный |
контур сопротивление — отрицательным, |
т. е. емкостным. Таким |
образом, вторично возможен резонанс напряжений. Этот резонанс наступит при второй частоте связи со2. Токи в контурах вновь до стигнут бесконечности.
Следует отметить, что при емкостной связи между двумя коле бательными контурами и при высоких добротностях контуров ча
стоты связи были бы равны: |
|
t ö i ^ c ö p ] / l — k и c û 2 i ^ c û p i / l -\-k • |
(6.20) |
2. Реальные двухконтурные системы. В реальных связанных колебательных контурах при некоторых частотах напряжения пи тания также возникают режимы резонансов. При этих частотах первичный ток будет совпадать по фазе с напряжением питания. Однако в реальных контурах ни ток в первичном контуре, ни ток во вторичном контуре не будут возрастать до бесконечности и спа дать до нуля в рабочей полосе частот.
Прежде чем перейти к исследованию частотных характеристик первичного и вторичного токов в системе связанных колебательных контуров, установим соотношения между величинами, являющи мися элементами этих характеристик. Считаем, что резонансные частоты рассматриваемых контуров одинаковы:
Подчеркнем еще раз, что все исследования будут проводиться в уз кой полосе частот, приблизительно симметричной относительно
171
основной частоты ю0 . Обычно граничные частоты этой полосы от
личаются от основной (о0 |
не более чем на несколько |
процентов. |
В пределах этой полосы пренебрежем изменениями хп |
независимо |
|
от того, является ли связь |
индуктивной или емкостной. |
|
При равенстве резонансных частот обоих контуров обобщенные расстройки этих контуров оказываются связанными между собой простым соотношением. Действительно,
Гц |
ги |
\Щ |
( й / |
(6.21) |
|
£ _ £?2 _ |
m 0 L 2 2 / ^ |
_ |
|||
|
г22 ~~ |
г22 |
\ш0 |
|
со |
откуда |
|
|
|
|
k |
= |
Qi — |
h |
(6.22) |
Ii |
|
Q2 |
ал |
" |
В радиотехнических устройствах часто используются связанные колебательные контуры с одинаковыми добротностями, настроенные на одну и ту же частоту: Qx = Q2 и w p l = « р 2 . Такие контуры на зывают подобными. Обобщенные расстройки подобных контуров при всех значениях частоты питания контуров, как ясно из (6.22), равны между собой:
|
|
І1 = І2 = Ь |
Не менее часто, однако, во вторичный контур вводится полез |
||
ная |
нагрузка в |
виде активного сопротивления, вследствие чего |
Q2 < |
Qx или <і2 > |
dx. |
3. Амплитудно-частотные характеристики тока во вторичном контуре. Построение и исследование частотных характеристик двух-
контурной системы начнем с амплитудно-частотной |
характеристики |
|||||
вторичного тока. |
|
|
|
|
|
|
Подставив в выражение (6.5 б) значения полных |
сопротивлений |
|||||
обоих колебательных |
контуров |
|
|
|
||
Zn |
= rn + jxn = r u ( 1 + / |
= m ( 1 + Цг) |
||||
получим |
Z 2 2 |
— Г22 + |
}х22 |
— Г22 ( 1 4" /Іг)) |
|
|
UtZ12 |
|
|
|
Uil'xî2 |
|
|
|
|
|
|
|
||
Это же выражение |
можно |
переписать |
иначе, воспользовавшись |
|||
равенством (6.18): |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
№2 |
|
|
/ |
_ |
_ |
1 |
Ѵгиг22 |
|
|
'2 |
— |
|
|
|
|
(6.23) |
|
|
|
|
|
' U ' 2 2 j |
А/* К о м
172
Или, переходя к модулю тока:
|
Знаменатель последнего выражения можно переписать, |
рас |
||||||
крыв |
скобки, перегруппировав |
слагаемые и заменив | х на Е2 |
с по |
|||||
мощью формулы |
(6.22): |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
(6.24) |
|
|
|
Vrnr„ У (і + ^ < З А ) 2 + ^ ( і + | - |
|
|
|
|
||
|
Выражение (6.24) позволяет выяснить характер изменения |
/ 2 |
||||||
при |
возрастании |
обобщенной |
расстройки |£2 | |
от значения |
£2 |
= |
0. |
|
Представляются |
возможными |
два варианта |
изменения / 2 |
вблизи |
||||
| 2 = |
0. В том случае, если стоящая под знаком корня сумма |
|
+ |
|||||
+ |
ла |
—2&2Q,2) положительна, |
увеличение | 2 |
в стороны |
положи |
|||
|
/ |
|
|
|
должно |
|||
тельных и отрицательных значений обобщенной расстройки |
0 |
|
|
|
|
|
Рис. 6.17 |
|
|
Рис. 6.18 |
|
|
вызвать увеличение всего знаменателя и уменьшение тока / 2 |
(рис.6.17). |
||||
Следовательно, неравенство |
1 |
> 2k2Q\ |
или, иначе, |
т4- + т4-> |
|
> 2k2 является признаком |
того, |
что ток |
/ 2 имеет |
максимальное |
|
значение при | 2 = 0. Это |
единственный |
экстремум |
амплитудно- |
частотной характеристики вторичного тока при данном соотноше нии Qlt Q2 и k. Рассмотренное неравенство, связывающее параметры двухконтурной системы, можно переписать, заменив добротности контуров Q их затуханиями d:
Y*
Если же сумма ^ 1 + j | r — 2k2Q\ j отрицательна или, иначе го воря, если
l + d'i
173