Лабораторная работа 4 исследование характеристик связанных контуров

 

Цель работы: исследование влияния величины связи на форму резонансных кривых и полосу пропускания системы связанных контуров.

Студент должен:

иметь представление:

- о вынужденных колебаниях в связанном колебательно контуре;

знать:

- виды резонансов в связанных контурах;

- методику настройки системы связанных контуров на заданную частоту;

- методику расчета параметров и характеристик;

- избирательные свойства;

- область применения связанных контуров;

уметь:

- рассчитывать по заданным параметрам элементы контуров и их характеристики;

- настраивать систему связанных контуров на заданную частоту;

- определять резонансную частоту;

- анализировать результаты расчетов и измерений.

Оборудование: электронная лаборатория EWB.

 

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Связанные контуры используются в резонансных усилителях приемно-передающих устройств. Наибольшее распространение получили двухконтурные сис­темы, показанные на рисунке 1 и 2, где обозначено: Ui, Uо – напряжения на входе и выходе контуров; М – коэффициент взаимной индуктивности; Rо, Со, Lо – элементы связи; L1, С1, R1, L2, С2, R2 – элементы первого и второго контуров.

Рисунок 1 – Связанные контуры с трансформаторной связью (а), с внутренней (б) и внешней (в) емкостными связями

Рисунок 2 – Связанные контуры с трансформаторно-емкостной связью (а), резистивной (б) и автотрансформаторной (в) связью

 

Одной из важнейших характеристик связанных контуров является коэффициент связи К = , где К₁, К₂ – коэффициенты связи для первого и вторе контуров. Коэффициент связи служит количественной оценкой взаимного влиянияконтуров и в практических конструкциях обычно существенно меньше единицы.

Для схем на рисунке 10.1, а, К₁ = М / L1; К₂ = М / L2; К = М / ;

на рисунке 10.1, б: К₁ = С1 / (С1 + Со); К₂ = С2 / (С2 + Со);

на рисунке 10.1, в: К₁= Со/(Со + С2); К₂ = Со / (Со + С1);

на рисунке 10.2, а: К₁ = (ωМ – 1 / ωСо) / (ωL1); К₂ = (ωМ - 1/ωСо)/ ωL2;

на рисунке 10.2, 6: К₁ = Rо / (Rо + R2); К₂ = Rо / (Rо + R1);

на рисунке 10.2, в: К₁ = Lо /(Lо + L2); К₂ = Lо/(Lо+L1).

 

 

ЗАДАНИЕ ДЛЯ ВЫПОЛНЕНИЯ

ВАРИАНТ 1 ИССЛЕДОВАТЬ СИСТЕМУ СВЯЗАННЫХ КОНТУРОВ С ВНЕШНЕЙ ЕМКОСТНОЙ СВЯЗЬЮ

 

Таблица 1 – Исходные данные

С1 = С2 = С, нФ	L1 = L2 = L, мГн	R1 = R2 = R, Ом
N	10*N	100*N

Примечание. N – номер по журналу

 

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Провести моделирование

В качестве объекта исследования выберем схему на рисунке 2, в, которая с дополнительными элементами показана на рисунке 3.

Рисунок 3 – Схема исследования

 

Она дополнена резисторами R1 и R2, имитирующими активные сопротивления катушек индуктивности.

 

Определить параметры схемы

Параметры системы связанных контуров определятся коэффициентом связи, затуханием одиночного контура D (величина обратная добротности) и резонансными частотами каждого контура. Поскольку для схемы С1 = С2 = С, L1 = L2 = L, R1 = R2 = R, то эти параметры определяются с помощью выражений (Со выбирается таким образом, чтобы связь между контурами носила три характера – критический, выше и ниже критического):

К= Со/(Со + С),

D = R / 2πF*L,

F = 1 / 2π .

Для связанных контуров характерным является наличие двух частот связи:

F1 = F/ ,

F2 = F/ .

Результаты расчета (при трех значениях Со) свести в таблицу 2.

Таблица 2 – Результаты расчета

Со	К	D	F	F1	F2