Пов’язані коливальні контури
Пов'язані коливальні контури
У радіоапаратурі використовуються не тільки окремі коливальні контури, складаються кожен з однієї котушки самоіндукції і конденсатора, а й більш складні електричні коливальні системи, складені з двох або навіть декількох взаємодіючих елементарних коливальних контурів. Такі пристрої мають резонансними властивостями, які залежать як від величин і якості складових їх конденсаторів і котушок, так і від ступеня їх взаємозв'язку, яка визначається загальним поняттям "коефіцієнт зв'язку К".
Зв'язок між коливальними контурами може бути здійснена багатьма способами, наприклад через взаємодію зовнішніх магнітних полів котушок самоіндукції, через спільну ділянку ємнісний ланцюга, через загальну для двох контурів частина сполучних проводів, що володіє помітним провідникові, і т. Д.
На рис. 24 показані деякі поширені види зв'язку двох коливальних контурів, де а - індуктивна, або трансформаторна зв'язок, б - АВТОТРАНСФОРМАТОРНЕ зв'язок, в - гальванічна зв'язок (звана також реостатній), г - ємнісний зв'язок через внутрішню ємність Ссв і д - ємнісний зв'язок через зовнішні конденсатори зв'язку Ссв.
У всіх випадках цих зв'язків кількісне значення коефіцієнта зв'язку До визначають як відношення загального для обох контурів параметра зв'язку до середньому геометричному з приватних параметрів того ж виду обох контурів, що визначають зв'язку. Так, для випадку а
де М - коефіцієнт взаємоіндукції між котушками L1 і L2. для випадку б
а для випадку г після необхідних перетворень коефіцієнт зв'язку визначається наступним чином:
Неважко бачити, що при загальному способі складання формул, що визначають коефіцієнти зв'язку, їх остаточні вирази для різних способів зв'язку можуть мати різний вигляд.
У практиці майже завжди буває так, що зв'язок між коливальними системами здійснюється не по одному, а по декількох параметрах відразу, т. Е. Переважають випадки комбінованої зв'язку. Так, наприклад, в разі а при близькому розташуванні обох контурів, безсумнівно, буде мати місце також і деякий ємнісний вплив елементів контуру L1 C1 на контур L2 C2. причому ця додаткова зв'язок в залежності від взаємного напрямку витків котушок L1 і L2 буде або допомагати, або протидіяти індуктивного зв'язку. У таких випадках теоретичний розрахунок точних значень К вельми утруднений і не проводиться, так само як не виробляються розрахунки ємності якогось провідника складної конфігурації, хоча для деяких елементарних форм провідників (кулі, циліндра і ін.) Такі теоретичні розрахунки робляться.
Резонансні криві пов'язаних коливальних контурів при слабкій зв'язку цілком подібні резонансним кривим одиночних контурів, але зі збільшенням зв'язку вид їх змінюється. Так, на рис. 25 показані резонансні криві чотирьох видів: I-для випадку слабкої і дуже слабкою зв'язку, коли К≤ 0,01, // - для середніх значень зв'язку, коли 0,01 Резонансна крива // має так звану "столообразную" форму, при якій коливання в пов'язаних контурах максимальні за амплітудою не для будь-якої однієї частоти, але для деякої смуги частот, що визначається шириною плоскої вершини. Для До> 0,3 зв'язок називають сильною, і резонансна крива набуває вигляду III, де чітко виражені два максимуми. При збільшенні зв'язку до К = 0,9 двогорбий крива резонансу наближається по виду до кривої IV, де "частоти зв'язку" f1 і f2 розійшлися по обидві сторони від частоти f0 на ще більш значну відстань, амплітуди резонансних напруг знизилися, і провал між максимумами заглибився . Частоти f1 і f2 залежать від До і їх розраховують за формулами: Зв'язок, коли 0,9<К<1, называют „жесткой". Случаем жесткой индуктивной связи является, например, связь между первинної і вторинної обмотками трансформатора із замкнутим залізним сердечником, коли майже всі 100% магнітного потоку в залозі одночасно пронизують витки обох обмоток. У радіоапаратурі різного виду (в радіоприймачах, підсилювачах, генераторах та ін.) Часто потрібно здійснювати перетворення коливань або посилення їх не на одній якійсь частоті, а в цілій смузі частот. У цих випадках і застосовують пов'язані коливальні контури. розраховуючи їх на пропускання частотної смуги заданої ширини. У будь-якому радіоприймачі сучасного зразка, в телевізорах і інших пристроях широко застосовуються трансформатори високої частоти, звані також "смуговими фільтрами", що дозволяють регулюванням індуктивного зв'язку між контурними котушками і змінами величини загасання контурів домагатися рівномірного посилення смуги частот від декількох кілогерц до багатьох мегагерц (в залежності від значення основної резонансної частоти).
Мал. 25. Криві резонансу пов'язаних контурів.
Реостатно зв'язок між коливальними контурами найчастіше зустрічається як випадкова, що виникає внаслідок недостатньо продуманого монтажу схеми або недбало виконаного ремонту, коли контакти в з'єднаннях ненадійні. Випадково виникають зв'язку в радіоапаратурі можуть порушувати її роботу і тому дуже небажані. Часто реостатно зв'язок утворюється за рахунок монтажу заземлюючих деталей і ділянок схеми безпосередньо на загальному шасі приладу. Як заходи боротьби з цим застосовують масивні збірні заземлюючі шини, що приєднуються до шасі в одній тільки точці, а на все інше їх протягом добре від нього ізольовані.
На рис. 25 наведено кілька прикладів зв'язку контурів, які використовуються в радіоапаратурі. Схема випадку гальванічного зв'язку рідко здійснюється навмисно, але зате вона дуже-часто зустрічається як мимовільно утворюється паразитная зв'язок між деталями радіоприймача, телевізора і т. Д. Внаслідок непродуманого монтажу або недбало виконаного ремонту.