Эти общие выражения достаточно громоздкие, и обычно
для упрощения анализа предполагают, что контура одинаковы. Это не абстрактная
ситуация, такие системы находят широкое применение. Примем это предположение.
Тогда мы просто опустим значки «1» и «2» у параметров и продолжим анализ.
Введём новый безразмерный параметр связи ,
который называют степенью связи. При этом
, а
.
Будем считать добротность контуров большой и, прежде всего,
выясним, как меняются вносимое и входное сопротивления при малых расстройках,
когда .
.
. (3.60) При анализе
этих выражений x в
числителе часто заменяют единицей. На резонансной частоте
,
, а
. Если
, то
только на частоте
.
Если же
, то
обращается
в ноль ещё на двух частотах, когда
. Их называют частотами
«связи».
.
.
Качественный характер поведения
при малых расстройках
изображён на рис. 3.71. На частотах связи
оказывается
меньше, чем на резонансной частоте
.
Приведём итоговое выражение для коэффициента передачи
двух одинаковых связанных контуров и обсудим результаты..
(3.61)
.
максимален
при
(для одиночного контура было
). На частотах связи
. Зависимости
двух
связанных контуров с добротностью 20 вблизи резонансной частоты для разных
значений
приведены на рис. 3.72а. Контура
одинаковы, их параметры не меняются. Меняется только связь. Обычно эти
характеристики сравнивают с характеристикой одиночного контура, имеющего те же
параметры. Она изображена пунктирной кривой и уменьшена в два раза (
).
Если , то частотная
характеристика системы очень похожа на пунктирную и получается, фактически,
перемножением коэффициентов передачи отдельных контуров. Пусть
. Тогда:
. Связь
называют критической, когда
, поскольку при этом
существенно меняется характер частотной зависимости параметров. При критической
связи максимум ещё один. Полоса становится в 1,4 раза шире,
. Усиление
. Зато
. Качество фильтра (избирательность)
улучшилось. А это и есть главный эффект, ради чего мы стараемся.
Когда связь станет больше критической, , то зависимость
от
частоты приобретает характерный вид с двумя максимумами на частотах связи. С
ростом
, их «разнос» увеличивается, полоса
становится шире и растёт коэффициент прямоугольности. Рисунок это наглядно
иллюстрирует. Максимальное значение
реализуется тогда,
когда минимум на частоте
достигнет уровня 0,7 от
максимума. Практически это будет при значениях
. При
этом, полоса станет шире примерно в три раза, зато коэффициент прямоугольности
достигнет значения 0,4.
Фазовые характеристики системы связанных контуров
приведены на рис. 3.72б. Линейность фазовой характеристики в полосе пропускания
фильтра с ростом , к сожалению, ухудшается.
Отметим ещё, что входное сопротивление, когда связь
больше критической, минимально не на частоте , как
для одиночного контура, а на некоторых частотах, близких к частотам связи.
Собственное сопротивление первого контура по-прежнему минимально на резонансной
частоте, но вносимое сопротивление больше и максимально. Поэтому
на частоте
имеет
локальный максимум, причём этот максимум уже чётко проявляется даже при
критической связи, когда
имеет один максимум.
3.9.10. Связанные контура. Параллельное подключение.
Изобразим схему с генератором тока, рис. 3.73а. Как и
для одиночного контура при таком включении, разница фактически будет только в
сопротивлениях. Покажем это. Сначала мы пересчитаем сопротивление генератора в
контур и упростим схему, как на рис. 3.73б. Здесь . Для
этой схемы напишем систему уравнений, используя обозначения предыдущего
параграфа. Ток генератора разветвляется по двум ветвям.
;
. Из последнего уравнения выражаем
и исключаем его из второго уравнения.
, где
, как и
раньше. Отсюда получаем связь всех остальных токов.
.
Переходим во второй контур.
. Теперь напишем
результат.
. Анализ выражений проведём опять для
одинаковых контуров (
).
.
(3.62) Здесь
. Входное сопротивление на
частоте
комплексно. Резонансная частота получается
немного меньше, чем
. При этом
. Сопротивление оказывается активным и
максимальным, если
. Если же
, то
имеет
уже два максимума, а на частоте
реализуется локальный
минимум. Характерный вид
от частоты приведён на
рис. 3.74 для разных значений
при
. Для критической связи уже есть заметный минимум.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.