Коливальні контури

 

22 грудня 2020р.

Предмет: Радіоелектроніка та основи телебачення.

Урок 27: Параметри коливального контура. Частотна характеристика.

             Коливальні конту­ри- це каскадно з’єднані реактивні елементи різного виду. В них забезпечуються класичні умови виникнення власних коливань, а саме: перетворення енергії одного виду на інший при мінімальних необорот­них втратах енергії за період. В електричному колі — це обмін енергією між конденсатором (енергія електричного поля) і котушкою індуктивності (енергія магнітного поля).

Аналіз таких контурів можна вести на підставі загальної теорії коли­вальних систем, розв'язуючи диференціальні рівняння другого порядку.

Специфіка аналізу електричних коливальних систем полягає в тому, що тут маємо два види суттєво різних резонансів, властивості яких використовуються в радіоелектронних пристроях. Маються на увазі послідовний і паралельний резонанси, а також різноманітні способи утворення зв’язаних контурів. Ми поставимо за мету розглянути лише властивості окремого коливального контуру.

Вільні коливання в коливальному контурі — це майже періодичний процес обміну енергією, одноразово внесеною в контур, між електричним полем конденсатора та магнітним полем котушки. Для спрощення вважаємо спочатку, що контур ідеальний і втратами енергії в першому наближенні можна знехтувати, а максимальна енергія електричного поля дорівнює максимальній енергії магнітного поля.

Рис. 1. Схема реального контуру (а) і вільні згасаючі коливання в ньому (б)

---

 

Основний параметр коливального контуру добротність Q — величина, пропорційна відношенню повної енергії контуру до енергії, що втрачається в ньому за період коливань. Між добротністю та іншими параметрами контуру існує такий зв’язок:

                                                 

Збільшення втрат енергії в контурі, які відбуваються не тільки на власному розподіленому опорі

, а й на опорі зовнішнього навантаження

, який шунтує контур, зменшує його добротність і здатність до підтримки вільних коливань. Можна довести, що за умови

 або

                                      

контур перетворюється на аперіодичну систему.

Вимушені коливання в реальному контурі створюють завдяки періодичному підведенні до нього енергії від зовнішнього джерела до компенсації необоротних втрат енергії в контурі. Якщо період зміни напруги зовнішнього джерела дорівнює періоду вільних коливань у контурі, то в ньому спостерігається резонанс. Залежно від способу з’єднання котушки і конденсатора з генератором у контурі при вимушених коливаннях може бути резонанс напруг (послідовний контур) або резонанс струмів (паралельний контур).

В обох випадках на резонансній частоті коливальний контур еквівалентний активному опору, а основною характеристикою контуру є АЧХ (резонансна крива), що визначає його вибірні можливості.

Контрольні завдання:

1. Розглянути і написати де в радіотелевізійній апаратурі застосовуються коливальні контури.

2. Нарисувати схему ввімкнення антенного контура радіоприймача, пояснити роботу.

  Відповіді відправляйте на електронну пошту: honor7valera@gmail.com