ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 272
Скачиваний: 1
ризонтальная прямая. Больше того, при одногорбой кривой вто ричного тока кривая первичного тока может быть двугорбой. Объ яснение этому дает кривая - (£), имеющая минимум при | = 0..
Для |
|
построения |
частотной |
характеристики |
тока / х |
напишем вы |
|||||||||||
ражение |
этого тока: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
а |
|
гц К |
( |
1 |
+ 26« |
|
|
|
|
(6.36) |
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|
|
||||||
Определим значения g, соответствующие экстремальным значе |
|||||||||||||||||
ниям тока Іг. |
Эти значения |
найдем, приравняв |
нулю |
производную |
|||||||||||||
по | |
подкоренного выражения |
тока / х |
(см. выражение |
6.36): |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(fe4Q4+ 4 f t 2 Q 2 — 1 - 2g2 |
—.|«) |
^ |
0. |
|||
dl |
(1 + & 2 Q 2 ) 2 + 2g2 |
(1 — fe2Q2) + | 4 |
|
[ ( l + f c 2 W + |
2|2 (1 |
_ f e 2 Q 2 ) ' + | 4 ] 2 : |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
Получим три корня: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1+kQ |
i / 4 + |
^Q% |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ір' = 0, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Êp = + ] / - l + Ä Q ] / 4 + Ä 2 Q 2 > |
|
|
|
|
|||||||
Первый |
и третий |
корни |
имеют физический смысл в том случае, |
||||||||||||||
если они вещественны, т. е. при |
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
AQV4 -Ь £2 Q2 |
1. |
|
|
|
|
|
|||
Если в последнем соотношении справедлив знак равенства, то |
|||||||||||||||||
kQ = |
0,49 и все три корня совпадают, т. е. I = |
0. |
|
|
|
||||||||||||
При |
kQ < |
0,49 также |
существует только один корень \ = 0, |
||||||||||||||
при котором ток 1г приобретает максимальное |
значение. При зна |
||||||||||||||||
чении |
kQ > |
0,49 |
кривая |
проходит |
через |
минимум при ІР ' = 0 |
|||||||||||
и через максимумы при значениях расст |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ройки |
|р и |р". Кривые зависимости |
отно |
|
|
.h |
(опт) |
|
||||||||||
сительных |
|
значений |
тока |
в |
первичном |
|
|
|
|||||||||
|
|
щ |
|
|
|||||||||||||
контуре -М- |
|
от обобщенной |
расстройки |
|
|
|
|||||||||||
|
|
W |
|
|
|
||||||||||||
|
|
|
'ЮПТ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
изображены |
на рис. 6.22. Здесь |
под / 1 о п т |
|
/ ffl 0,8 |
\>üCVö = J |
||||||||||||
подразумевается |
первичный ток при опти |
|
|
|
|
|
|||||||||||
мальной связи между контурами, опреде |
|
|
|
|
|
||||||||||||
ленный по формуле (6.10). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
Форма |
частотной |
характеристики |
пер |
6 5-І-3-2-1 |
0 1 2 3 4 5 6 I |
||||||||||||
вичного |
тока |
связана с формой |
характе |
|
Рис. 6.22 |
|
|||||||||||
ристики вторичного тока, а характер этой , |
|
|
|||||||||||||||
связи |
определяет |
к. п. д. |
системы и ее cos q>1 в том или ином |
||||||||||||||
режиме |
работы. Фазовый |
угол между током 1г |
в первом контуре и |
||||||||||||||
напряжением |
питания 11г |
можно |
определить, |
исходя из формулы |
(6.5а). После введения в эту формулу обобщенной расстройки и вы-
179
деления мнимой и вещественной |
частей |
Д получим |
|
t g t n ^ ^ |
+ ë*-*1 ^) |
(6 37) |
|
Кривые зависимости фазовых |
углов |
между током / х |
и напря |
жением (7г от обобщенной расстройки, рассчитанные по формуле (6.37), изображены на рис. 6.23.
Рис. 6.23
Характеристики подтверждают, что угол сдвига фаз между
первичным током и приложенным напряжением равен |
нулю при |
1 — 0. Кроме того, если kQ системы из двух связанных |
подобных |
колебательных контуров больше единицы, то вся система |
находится |
в режиме резонанса еще при двух расстройках контуров, соответ ствующих частотам связи, и, следовательно, наибольшим возмож
ным значениям |
тока / 2 . |
§ 6.9. |
Полоса пропускания связанных контуров |
От формы частотной характеристики вторичного тока существенно зависят и искажения, создаваемые системой передачи информации, и избирательность системы. Идеальная частотная характеристика вторичного тока должна была бы иметь вид прямоугольника с ши риной основания, равной полосе передаваемых частот. При такой характеристике отношение вторичного тока при | Ф О к вторичному току при \ = 0 на всех частотах передаваемой полосы было бы оди наковым, а крутые склоны характеристики обеспечивали бы хоро шую отстройку системы от соседних по частоте сигналов.
180
При подборе параметров связанных контуров частотную харак
теристику |
можно подобрать близкой к такому прямоугольнику |
(рис. 6.24). |
На этом же рисунке изображена частотная характери |
стика одиночного контура, обладающего той же полосой пропу скания, что и связанные контуры (штриховая кривая). •
Полезно сравнить характеристики одиночного контура и свя занных контуров, подобранных с одинаковыми полосами пропус кания, с точки зрения крутизны их склонов. Сравнение подтверждает, что избирательность системы из двух свя занных контуров выше, чем у оди ночного контура, и приближается к идеальной избирательности прямо угольника.
Полосой пропускания системы из двух связанных контуров будем на зывать полосу частот, в пределах ко торой ток во вторичном контуре не падает ниже 1/У~2 от наибольшего его значения при выбранных парамет рах контуров и коэффициенте связи. Повторяем, что значение 1/1/2— ус
ловная граница полосы пропускания, которая в отдельных слу чаях практики может оказаться неприемлемой и подлежащей из менению.
Граничные частоты полосы пропускания двух подобных свя занных контуров будем искать с помощью формулы (6.27). Найдем ширину полосы пропускания, предположив одногорбую частотную
характеристику системы, т. е. предположив, что kQ |
L При этом |
||
условии наибольшее значение ток |
/ 2 получит при | |
= 0: |
|
. |
_ |
ѵхщ |
|
На границах полосы |
пропускания |
|
V2
Отсюда следует равенство
1 2 max-
1/2(1 + k2Q2) = V( 1 + £2 Q2 )2 + 2£2 ( 1 - £2 Q2 ) + l l .
Решая его относительно £, находим граничные значения обоб щенных расстроек контуров:
Ігѵ = ± V - 1 + £ 2 Q 2 + 1 / 2 ( 1 + кЧр) .
Полоса пропускания системы определяется уже известным путем:
гр I
181
Напомним, что полоса пропускания любого из данных конту ров, взятого отдельно,
так как обобщенная расстройка одиночного контура на грани цах полосы пропускания равна j£rp! = 1-
Таким образом, отношение ширины полосы пропускания систем к ширине полосы пропускания одного из подобных одиночных кон туров этой системы имеет вид
|
|
|
|
2А/ |
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
•'--It |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(> — I Srp I |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2Д/' |
|
|
|
|
|
|
В табл. 6.1 |
приведены |
значения |
£ г р для |
разных |
значений |
kQ. |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
6.1 |
|
kQ |
< |
1 |
0,25 |
0,5 |
0,671 |
0,75 |
1,0 |
2,0 |
2,41 |
|
Erp |
0,64 |
0,71 |
0,84 |
1 |
1,17 |
1,41 |
2,94 |
3,1 |
||
|
1,8 |
1,7 |
1,57 |
1,53 |
1,46 |
1,42 |
1,13 |
1,28 |
||
Значения |
| г |
р , |
приведенные в табл. 6.1, |
свидетельствуют |
о том, |
что при слабой связи полоса пропускания системы связанных кон
туров меньше |
полосы |
пропускания |
одиночного |
контура |
системы |
|
и только при |
kQ = |
0,671 |
эти полосы пропускания одинаковы. |
|||
С увеличением |
значения kQ |
полоса |
пропускания |
системы |
связан |
ных контуров увеличивается. Система связанных контуров с ре гулируемым коэффициентом связи, как ясно из табл. 6.1, допускает регулирование полосы пропускания системы в широких пределах.
Значения обобщенной расстройки на границах полосы пропус
кания при |
kQ > 1 определяются |
из |
равенства |
|
|
||||||
|
и |
|
_ |
|
|
|
UkQ |
|
|
|
|
2 ^ 2 |
ѴТ^ |
~~ ѴТ^г |
V(l + кЩУ + |
2g» (1 - |
+ g4 ' |
|
|||||
Решая |
это уравнение относительно g, находим четыре значения |
||||||||||
|
|
Ь ; 4гр = |
± |
Vk2Q2 |
- |
1 + |
2kQ, |
|
|
||
|
|
^ ; з г Р - ± К Й 3 2 - |
\-2kQ. |
|
|
||||||
Все корни |
вещественные |
при |
& Q > 2 , 4 1 . |
При |
kQ «s 2,41 |
ве |
|||||
щественные только | 1 |
г р и £ 4 г р , |
а | 2 |
г р и 1 3 г р — мнимые. |
при |
|||||||
Сказанное |
поясняется |
рисунком |
6.20. |
Характеристики |
|||||||
1 < kQ < |
2,41 |
пересекаются с |
граничной |
горизонтальной |
пря- |
182
мои, проведенной на |
1 |
/ 2 |
6 |
в ы с о т е - ^ = |
— — при двух значениях §. |
||
|
* 2 |
^2 max |
|
Полоса пропускания |
определяется |
граничными значениями |
рас |
строек: £ 1 г р -и £ 4 г р . При kQ > 2,41 характеристика пересекается граничной горизонтальной прямой четыре раза. При этом полоса
пропускания разрывается на две части: |
от | 1 г р |
до £ 2 г р и от | 3 г р до |
g4 r p , так как при kQ > 2,41 отношение |
— в |
точке, соответствую- |
|
2 max |
|
щей і = 0, меньше, чем то, которое должно пропускаться системой. При такой сильной связи под полосой пропускания иногда услав
ливаются понимать полосу частот, в пределах |
которой ток / 2 не |
падает ниже своего значения при 1 = 0, т. е. |
ниже наименьшего |
значения в глубине седловины характеристики.
Последняя строка табл. 6.1 содержит значения отношения крутизны частотной характеристики двухконтурной системы б0 0 к крутизне частотной характеристики одиночного контура ô0 . Крутизна характеристики определялась в точке характеристики, соответствующей граничной расстройке полосы пропускания. Кру тизна одиночного контура вычислялась по формуле
00= 1 Й
с последующей подстановкой £ = 1.
Крутизна частотной характеристики связанных контуров вы числялась подобным же образом:
d I и_
dl U.2 max
сподстановкой соответствующих значений граничных расстроек. Сравнение значений ô 0 0 и ô0 говорит о большей крутизне харак
теристик и, следовательно, о лучшей избирательности двухкон турной системы по сравнению с одиночным колебательным конту ром. Последнее подтверждается и характеристиками, изображен ными на рис. 6.20.
§ 6.10. Дополнительные исследования частотных характеристик
Если выходной величиной связанных колебательных контуров следует считать напряжение на выходе вторичного контура, на пример на конденсаторе, качества системы оцениваются по коэф фициенту передачи этой системы.
Под коэффициентом передачи понимается отношение выходного
напряжения, т. е. |
в данном случае напряжения 0% на конденса |
торе к напряжению |
£jx питания системы (рис. 6.25): |
183