Серия резонансна верига - studopediya

Сериен колебание верига е проста резонансни (осцилиращо) верига. Серия резонансна верига, съставена от последователно свързани индуктивност и кондензатор. Когато са изложени на такива верижен променлив (хармонична) напрежение чрез бобина и кондензатор ще тече променлив ток, чиято стойност се изчислява от закона на Ом: I = U / X # 931; , където X # 931; - количеството съпротивление серийно свързан бобина и кондензатор (използвани единични количества).






За да опресните Памет колко зависими реактивни съпротивления на кондензатор и индуктор на честотата на приложеното променливо напрежение. За бобини, тази зависимост е в следния формат:

От формула се вижда, че нарастване на честотата, на реактивно съпротивление на увеличенията на индуктор. Кондензатор съпротивление зависимост от нейната честота ще бъде, както следва:

За разлика от индуктивността на кондензатор всичко е наопаки - с увеличаване на честотата на реактивно съпротивление е намален

Следващата фигура представя графично зависимостта на бобина съпротивление XL и Хе на кондензатор пръстен (кръгов) честота # 969;. както и графика на честотата # 969; алгебрични сумата от х # 931; , Графика по същество показва честотната зависимост на общото съпротивление серия резонансна верига.
Графиката показва, че при определена честота # 969 = # 969 р. който реактивният конюгиран otivleniya бобина и кондензатор са равни по абсолютна стойност (равни по стойност, но противоположни по знак), общото съпротивление верига става нула. В тази честота, наблюдавано в схема текущия максимум, което се ограничава само от омични загубите в индуктор (т.е. активното съпротивление на проводника навиване на бобина) и вътрешно съпротивление на източник на ток (генератор). Честотата, с която има се счита за феномен, наречен резонанс по физика се нарича резонансната честота или естествената честота на трептене верига. Също така, графиката показва, че при честоти под резонансна честота на серия съпротивление резонансна верига е капацитивен и при по-високи честоти - индуктивни. Що се отнася до резонансната честота, може да се изчислява като се използва формулата Thomson, можем да заключим от Формула реактанс индуктори и кондензатор, се равнява техните реактивни съпротивления един до друг:

Фигурата отдясно показва еквивалентна схема на серия резонансна верига, като се вземат предвид омичен загуби R. свързан с идеално напрежение генератор на хармонични с амплитуда U. съпротивление (импеданс) на тази схема се определя от: Z = √ (R2 + X # 931; 2). където X # 931; = # 969; L-1 / # 969 С. В резонансната честота, когато величината на XL намотка съпротивление = # 969; L и кондензатор XC = 1 / # 969 С са равни по сила, степента на X # 931; е нула (оттук, съпротивлението на чистото активно съединение) и тока във веригата за определяне на съотношението на амплитудата на генератор на напрежение на устойчивост омични загуби: I = U / R. Така на бобина и кондензатор, в която се съхранява реактивна електрическа енергия, същото напрежение капки UL = Vin = IXL = IXS.
В друга честота различна от резонанса, напрежението в намотката и кондензатор не са идентични - те се определят от амплитудата на тока във веригата и стойностите на реактивни съпротивления модули XL и XC .Poetomu резонанс в серия резонансната верига се нарича резонанс напрежение. Резонансната честота на веригата се нарича честота, при която импеданс линия е чисто активност (резистивен) harakter.Uslovie резонанс - това уравнение количествата реактивни съпротивления на индуктор и капацитет.

Един от най-важните параметри на осцилаторна верига (с изключение, разбира се, резонансна честота) са му характеристика (или вълна) импеданс # 961; и фактор качество Р. Характерните верига (вълна) импеданс верига # 961; е стойността на съпротивление верига на капацитет и индуктивност при резонансна честота: # 961; = XL = Хе на # 969; # 969 = р. Характерните импеданс може да се изчисли, както следва: # 961; = √ (L / C). характерните импеданс # 961; Това е количествена мярка на енергия Оценител съхраняват реактивна схема елементи - бобина (магнитно поле енергия) WL = (LI 2) / 2 и кондензатор (електрическо поле енергия) тоалетна = (CU 2) / 2. Съотношението на енергия, съхранявана от реактивни елементи верига на енергията на омичен (резистивен) загуба за периода наречен Q контура на качеството фактор, че "качество" се отнася буквален превод от английски. фактор Q на осцилаторна верига - характеристика определяне амплитудата и ширина и резонансна честота отговор показва колко пъти енергийни резерви в контура повече от загубата на енергия на трептене период. Коефициентът на качеството отчита активното съпротивление R.
За серия резонансната RLC верига във вериги, в които всеки от трите елемента са свързани последователно, качествения фактор се изчислява:

където R. L и С - съпротивление, индуктивност и капацитет на резонансната верига, съответно. Реципрочен на качеството фактор г = 1 / Q се нарича затихване верига. За определяне на Q-фактор обикновено се използва от формула Q = # 961; / R, където R е съпротивлението на омични загуби контур характеризиращи силата на резистивен (омични загуби) верига P = I 2 R. Въпроси действителната осцилаторни вериги, образувани в дискретни дросели и кондензатори, варира от няколко до сто или повече. различни вибрационни системи качество фактор, основани на принципа на пиезоелектрични и други ефекти (например, кварцови резонатори) може да бъде до няколко хиляди или повече.

Свойствата на честотата на различните вериги в областта обикновено оценяват, използвайки характеристиките на амплитуда честота (честота отговор) са се считат за четири поле верига. Фигурите по-долу показват две прост квадруполен съдържащ сериен колебание верига и честотната на тези схеми, които са предвидени (показан с твърд лин). Вертикалната ос представя графики честотната характеристика на коефициента на предаване на веригата напрежение К, представящи верига на изходното напрежение на входа отношение.

За пасивни вериги (т.е., които не съдържат усилващи елементи и енергийни източници), стойността К никога не надвишава единство. Ac съпротива схема е показано на фигурата, ще бъде минимално въздействие, ако честотата равна на резонансната честота на веригата. В този случай, печалба линия е в близост до единство (както е определено от омични загуби във веригата). В честоти много различни от резонансната верига импеданс променлив ток е достатъчно голям, а оттам и печалба линия ще падне до почти нула.

В резонанс, в тази схема, източникът на входен сигнал е ефективно късо ниско съпротивление верига, при което най-резонансната честота на такъв коефициент на предаване на веригата пада практически до нула (отново поради наличието на ограничен резистентност загуба). Обратно, когато честотата на въвеждане действие значително отделя от резонанс, коефициентът на предаване на веригата е близък до единица. осцилираща верига свойство значително променя съотношението на предаване на честоти близо до резонанс, се използва широко в практиката, когато необходимостта да се разпредели специфичен сигнал честота от множеството ненужни сигнали разположени на други честоти. По този начин, всяко радио с помощта на трептящи кръгове е осигурена чрез задаване на честотата на желаната станция. трептене на имота верига, изолиран от един набор от честоти се нарича селективност или селективност. Интензивността се променя, когато тунинг усилване честотата на ефектите резонансните обикновено оценяват с помощта на параметъра трафик на. За трафик получи честотен диапазон, в който намаляването (или увеличение - в зависимост от вида на веригата) трансфер коефициент спрямо стойността й в резонансната честота не надвишава стойността на 0.7 (3 db).

Пунктираните линии в графиките показват точно същите AFC вериги, резонансни вериги, които имат същата резонансна честота, както в случая по-горе, но с по-ниско качество фактор (например, тел рана индуктор с голяма устойчивост DC). Както може да се види от фигурите, трафик на разширяване на веригата и влошаването на нейните селективни (избирателни) свойства. Съответно, конструирането и изчисляването на резонансни вериги трябва да се стремим да се подобри тяхното качество фактор. Въпреки това, в някои случаи, фактор за качеството на веригата, напротив, е необходимо да се подценява (например, включително индуктор последователно с малък резистор стойност резистентност), който избягва изкривяването на широколентови сигнали. Въпреки това, ако на практика трябва да се разпределят достатъчно широколентов сигнал селективна схема обикновено не се основава на единични вериги колебания, и по-сложни свързани (зацепени) колебания системи, включително Multilink филтри.