КАФЕДРА
(даже чаще, чем после-
довательные) применя-
ют параллельные коле-
бательные контуры. На
рис.
6
приведена прин-
ципиальная схема
па-
раллельного колеба-
т ельного
конт ура.
Здесь
параллельно
включены два реактив-
ных элемента с разным
характером реактивнос-
ти. Как известно, при па-
раллельном включении
элементов складывать
их
сопротивления
нельзя - можно лишь
складывать проводимо-
сти. На рис. 7 приведе-
ны- графические зависи-
мости реактивных про-
водимостей катушки ин-
дуктивности
В]
= у/ш1,
конденсатора £(.= -у'шС,
а также суммарной про-
водимости
В
„ этих двух
элементов, являющая-
ся реактивной проводи-
мостью параллельного колебательного контура. Аналогич-
но, как и для последовательного колебательного контура,
имеется некоторая частота, называемая резонансной, на
которой реактивные сопротивления (а значит и прово-
димости) катушки и конденсатора одинаковы. На этой ча-
стоте суммарная проводимость параллельного колеба-
тельного контура без потерь обращается в нуль. Это зна-
чит, что на этой частоте колебательный контур обладает
бесконечно большим сопротивлением переменному току.
Действительно, если построить зависимость реактивно-
го сопротивления контура от частоты Л'£= 1
/Вг,
эта кри-
вая (рис.
8
) в точке ш = сор будет иметь разрыв второго
рода. Сопротивление реального параллельного колеба-
тельного контура (т.е. с потерями), разумеется, не равно
бесконечности - оно тем меньше, чем больше омическое
сопротивление потерь в контуре, т.е. уменьшается пря-
мопропорционально уменьшению добротности контура. В
целом, физический смысл понятий
добротности
,
харак-
теристического сопротивления
и
резонансной частоты
колебательного контура, а также их расчетные формулы,
справедливы как для последовательного, так и для парал-
лельного колебательного контура.
Рассмотрим цепь, состоящую из генератора гармо-
нических колебаний и параллельного колебательного кон-
тура. В случае, когда частота колебаний генератора со-
впадает с резонансной частотой контура, его индуктив-
ная и емкостная ветви оказывают равное сопротивление
переменному току, в следствие чего токи в ветвях конту-
ра будут одинаковыми. В этом случае говорят, что в цепи
имеет место
резонанс токов.
Как и в случае последова-
тельного колебательного контура, реактивности катушки
и конденсатора компенсируют друг друга, и сопротивле-
ние контура протекающему через него току становится
чисто активным (резистивным). Величина этого сопро-
тивления, часто называемого в технике эквивалентным,
определяется произведением добротности контура на
его характеристическое сопротивление:
Яжв
=
Ор.
На
частотах, отличных от ре-
зонансной, сопротивление
контура уменьш ается и
приобретает реактивный
характер (рис.
8
): на бо-
лее низких частотах - ин-
дуктивный (поскольку ре-
активное сопротивление
индуктивности падает при
уменьшении частоты), а
на более высоких - наобо-
рот, емкостной (т.к. реак-
тивное сопротивление ем-
кости падает с ростом час-
тоты). В процессе работы
контура, дважды за пери-
од колебаний,происходит
энергетически й
обмен
между катушкой и конден-
сатором (рис. 9). Энергия
поочередно накапливает-
ся то в виде энергии элек-
трического поля заряженного конденсатора, то в виде
энергии магнитного поля катушки индуктивности. При этом
в контуре протекает собственный
контурный ток /к,
пре-
восходящий по величине ток во внешней цепи / в
О
раз. В
случае идеального контура (без потерь), добротность ко-
торого теоретически бесконечна, величина контурного тока
также будет бесконечно большой.
Рассмотрим, как изменяются коэффициенты переда-
чи четырехполюсников, аналогичных приведенным на рис.
4а и рис. 46, от частоты, при включении в них не последо-
вательных колебательных контуров, а параллельных. Че-
тырехполюсник, изображенный на рис.
10
а, на резонанс-
ной частоте контура представляет собой огромное сопро-
тивление току, поэтому при ш = шр его коэффициент пере-
дачи будет близок к нулю (с учетом омических потерь). На
частотах, отличных от резонансной, сопротивление конту-
ра будет уменьшатся, а коэффициент передачи четырех-
полюсника - возрастать. Этот случай соответствует графику
АЧХ, приведенному на рассмотренном ранее рис. 56. Для
четырехполюсника, приведенного на рис. 106, ситуация
будет противоположной - на резонансной частоте контур
будет представлять собой очень большое сопротивление,
и практически все входное напряжение поступит на вы-
ходные клеммы (т.е. коэффициент передачи будет макси-
мален и близок к единице). При значительном отличии ча-
стоты входного воздействия от резонансной частоты кон-
тура, источник сигнала, подключаемый к входным клем-
мам четырехполюсника, окажется практически закорочен-
ном накоротко, а коэффициент передачи будет близок к
нулю. АЧХ такого четырехполюсника соответствует изоб-
раженной на рис. 5а.
В заключении настоящего экскурса отметим тот факт,
что достаточно часто в реальной радиоэлектронной ап-
паратуре приходится сталкиваться с необходимостью пе-
рестройки колебательных контуров - например, в прием-
нике, для обеспечения возможности приема радиостан-
ций, работающих на разных частотах. В этом случае ем-
костные элементы контуров выполняются в виде конден-
саторов переменной емкости, либо специальных диодов
- варикапов, обладающих большой барьерной емкостью,
зависящей от приложенного к ней запирающего напряже-
ния. В ряде случаев применяют и перестраиваемый ка-
тушки индуктивности - вариометры.
8/2003
предыдущая страница 16 Радиолюбитель 2003-08 читать онлайн следующая страница 18 Радиолюбитель 2003-08 читать онлайн Домой Выключить/включить текст