3 Методичні вказівки до виконання курсової роботи

3.1 Послідовний коливальний контур

Розрахункова схема послідовного навантаженого контуру наведена на рис. 3.1.

а) розгалужений, б) нерозгалужений

Рисунок 3.1 – Послідовний навантажений коливальний контур

Вихідні дані: U_m=60 B; I=60 мА, L=0.6*мГн; R=150 Ом; C=0.7*нФ; R_H=30 кОм.

3.1.1 Визначаємо кутову резонансну частоту ω_p та хвильовий опір ρ:

ω_p= ,

де L, C – еквівалентні індуктивність і ємність контуру

(Ом)

3.1.2 Добротність ненавантаженого Q та навантаженого опором R_H контуру:

де внесений опір R_ВH:

(Ом)

3.1.3 Розрахунок межових частот та смуги пропускання для навантаженого і ненавантаженого контуру.

Оскільки затухання контуру d дорівнює , то верхня і нижня частоти смуги пропускання ненавантаженого контуру :

Відносна смуга пропускання:

Для навантаженого контуру смуга пропускання збільшиться:

Верхня і нижня межові частоти смуги пропускання навантаженого контуру:

3.1.4 Комплексний вхідний опір для ненавантаженого і навантаженого контуру.

При резонансі :

(Ом)

На границях смуги пропускання коливального контуру активні та реактивні опори рівні за величиною . Відповідно і фазовий зсув між напругою на затискачах кола та струмом складає

- де - узагальнене розстроювання контуру

,

де .

, тобто

Для навантаженого контуру:

Ом

Комплексний опір для межових частот:

де

3.1.5 Визначаємо комплексним методом струм і напругу на всіх ділянках навантаженого контуру для верхньої частоти, при умові

За законом Ома: при

На верхній межовій частоті , тоді початкова фаза напруги мережі теж буде дорівнювати , тобто

Тоді струм на верхній частоті в навантаженому контурі:

Комплексна напруга (рис. 4.9) :

= (В), де

Струм у навантаженні:

Струм в ємності (рис. 4.9):

Комплексна напруга на ділянці R_H:

Комплексна напруга на індуктивності:

3.1.6 Миттєві значення струмів та напруг, знайдені в п. 3.1.5:

;

;

;

u ;

u ;

u ;

u

3.1.7 Векторна діаграма напруг та струмів для верхньої межової частоти навантаженого контуру подана на рис. 3.2.

Обираємо масштаби напруг та струмів:

Рисунок 3.2 – Векторна діаграма напруг та струмів.

3.1.8 Побудова резонансної кривої струму (АЧХ) I/I_P:

Модуль струму I дорівнює:

де - узагальнене розстроювання контуру

Розділивши знайдений струм на значення струму при резонансі:

отримуємо нормовану величину струму:

При малих розстроюваннях контуру:

Розрахункові дані для побудови АЧХ і ФЧХ навантаженого і ненавантаженого коливального контурів наведені в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1 – Розрахункові дані для побудови АЧХ і ФЧХ.

							град	град
0,8 ωp	-0,2	-7,3	-5,48	54,3	0,135	0,18	-82,2	-79,7
0,85 ωp	-0,15	-5,48	-4,1	31	0,18	0,24	-79,7	-76,3
0,9 ωp	-0,1	-3,65	-2,73	14,3	0,26	0,34	-74,7	-69,9
0,95 ωp	-0,05	-1,88	-1,36	4,3	0,48	0,59	-61,2	-53,7
ωp	0	0	0	1	1	1	0	0
1,05 ωp	0,05	1,82	1,36	4,3	0,48	0,59	61,2	53,7
1,1 ωp	0,1	3,65	2,73	14,3	0,26	0,34	74,7	69,9
1,15 ωp	0,15	5,48	4,1	31	0,18	0,24	79,7	76,3
1,2 ωp	0,2	7,3	5,48	54,3	0,135	0,18	82,2	79,7

Для побудови фазочастотної характеристики (ФЧХ) скористуємося узагальненим розстроюванням контуру :

Фазовий кут:

Розрахункові дані наведені в таблиці 4.2.

За результатами розрахунків на рис. 3.3 побудована АЧХ, а на рис. 3.4 побудована ФЧХ.

Рисунок 3.3 – Амплітудно-частотна характеристика: 1 – для ненавантаженого контуру; 2 – для навантаженого.

Рис. 3.4 – Фазочастотна характеристика: 1 – для ненавантаженого контуру; а 2 – для навантаженого.