Література

1. Гумен М.Б. та ін. Основи теорії електричних кіл: Кн.1. Аналіз лінійних електричних кіл. Часова обл. – К: Вища школа, 2003 – 399 с. (с. 313 – 326).

2. Попов В.П. Основы теории цепей. – М: Высшая школа, 1985 – 496 с. (с. 287 –294).

3. Лосев А.К. Теория линейных электрических цепей. – М: Высшая школа, 1987 – 512 с. (с. 305 – 310).

Лабораторна робота №11

ПОСЛІДОВНИЙ КОЛИВАЛЬНИЙ КОНТУР

Мета роботи – визначення параметрів, дослідження частотних характеристик та вибірних властивостей.

Опис роботи

В роботі досліджуються контури, складені з елементів набірного поля УДЛС. Зокрема, в якості котушок індуктивності використовуються котушки на розімкнутому феритовому осерді, індуктивність яких залежить від інтенсивності струму тим сильніше, чим більший струм. Тому досліди треба проводити при мінімальній вхідній напрузі, яка обмежується чутливістю приладів. Крім того вимірювальні прилади, за виключенням тих, які підключаються до виходу генератора, помітно впливають на властивості контура. Такі прилади треба вважати складовими контура і не переключати під час досліду.

На рис. 34 зображена схема заміщення контура, де , - параметри генератора (е.р.с. і внутрішній опір), а R, L, C – еквівалентні параметри контура (з урахуванням впливу приладів).

Рисунок 34 – Еквівалентна схема послідовного коливального контура

1. Вхідна і передатна характеристики

Вхідна провідність і коефіцієнт передачі напруги контуру, в залежності від частоти джерела і параметрів елементів, визначаються співвідношеннями

,

де - кутова частота, а - уявна одиниця.

Наведені вирази не зручні при дослідженні властивостей контура. Тому їх перетворюють введенням вторинних параметрів – резонансної частоти , характеристичного опору і добротності

де - власна добротність контуру, а , - напруги на вході і виході контуру на частоті .

З введенням вторинних параметрів вирази для вхідної провідності і коефіцієнта передачі напруги набувають вигляду

де і - АЧХ і ФЧХ вхідної провідності, а і - коефіцієнта передачі напруги:

Величину

називають узагальненою розстройкою контуру.

На частоті резонансу виявляються екстремальні властивості контуру

, ,

, , .

Максимум коефіцієнта передачі напруги ємності спостерігається на частоті

і дорівнює

Але при високій добротності , з достатньою для практики точністю, можна прийняти , , і передатну АЧХ в межах резонансу визначити наближеним виразом

.

Для високодобротних контурів вираз для узагальненої розстройки поблизу частоти резонансу перетворюється

,

де - абсолютна розстройка контура (відхилення частоти від частоти резонансу).

2. Вибірні властивості контуру

На частотах близьких до частоти резонансу АЧХ контура стрімко спадає при зростанні розстройки. Тому, при подачі на вхід контура сукупності гармонічних коливань з різними частотами, коливання, частоти яких близькі до частоти резонансу, викликають в контурі великі відгуки (струм і напругу на виході) і, навпаки, малі на частотах далеких від частоти резонансу. Спроможність контура виділити з сукупності коливань ті коливання, частоти яких близькі до частоти резонансу називають селективністю або вибірністю. Кількісно вибірні властивості характеризують смугою пропускання, яка визначається за домовленістю.

Смугою пропускання контура називають проміжок частот навколо частоти резонансу, на границях якого АЧХ знижується по відношенню до максимуму до певного рівня, який визначається домовленістю. Для послідовного коливального контура цей рівень зручно задавати граничними значеннями узагальненої розстройки. Найчастіше беруть . В цьому випадку границям смуги пропускання відповідає зниження АЧХ високодобротних контурів до рівня відносно максимуму.

Рисунок 35 – АЧХ послідовного коливального контура

На рис. 35 наведена графічна ілюстрація поняття смуги пропускання (для випадку ), де і - граничні частоти, які знаходяться з співвідношення

і визначаються

Різниця граничних частот визначає смугу пропускання контуру