Исследование RLC цепи. - 4 стр.

UptoLike

4
()()
C
Ljr
C
Ljr
C
L
Cj
Cj
CLCrj
Lj
Z
ω
ω
ρ
ω
ω
ω
ω
ωω
ω
111
1
1
2
2
+
=
+
=
+
=
Преобразуем выражение
C
L
ω
ω
1
, используя Q,
ρ
и относительную расстройку
0
0
ω
ω
ω
ξ
=
.
ξ
ξ
ρξ
ω
ωω
ω
ωω
ρ
ωω
ωω
ρ
ω
ω
ω
ω
ρ
ω
ω
ω
ω
ω
ω
+
+
=
+
=
=
=
=
1
211
0
0
0
0
2
0
2
0
00
0
C
L
C
L
При малых расстройках
(
)
1
ξ
, т.е. при частоте, близкой к резонансной,
получим:
ξρ
ω
ω
2
1
=
C
L
.
Таким образом, для частот, близких к резонансной, получаем:
Qj
Z
Qj
r
jr
Z
ξξ
ρ
ξρ
ρ
ρ
21212
2
2
+
=
+
=
+
=
, (3)
где
Q
r
Z
ρ
ρ
ρ
==
2
- резонансное сопротивление контура (при 0=
ξ
).
Подставляя (3) в (1), получим выражение для коэффициента передачи
+
+
=
ρ
ξ
ZR
R
Qj
K
K
i
i
21
0
, где
i
RZ
Z
K
+
=
ρ
ρ
0
- коэффициент передачи при
резонансной частоте
0
ω
.
Обозначим
ρ
ZR
R
QQ
i
i
э
+
=
, где
э
Q -эквивалентная добротность
системы контур-генератор. Теперь:
э
Qj
K
K
ξ
21
0
+
=
. Модуль
K
(экспериментально измеряемая величина) равна:
()
2
0
21
э
Qj
K
K
ξ
+
=
. (4)
Его зависимость от расстройки приведена на рис.4.
                                                                                                                 4

                        1              L
           jωL            jωC            C            ρ2
Z=                    •       =
    jωCr − ω 2 L C + 1 1
                          jωC
                                r + j ωL − 1
                                               =
                                                  (      1
                                            ωC r + j ωL − ωC     )        (             )
Преобразуем выражение ωL − 1ωC , используя ρ , Q
                                     ω − ω0
и относительную расстройку ξ =               .
                                                      ω0
        1  ω      ⎛       1 ⎞        ⎛ω         ω0 ⎞      ω 2 − ω 02    ω − ω0 ω + ω0      2 +ξ
ωL −      = 0     ⎜ ωL −    ⎟=    ρ ⎜⎜      −      ⎟⎟ = ρ            =ρ       •       = ρξ
       ωC ω 0     ⎝      ωC ⎠
                         ⎝ ω0                   ω ⎠         ω 0ω         ω0      ω         1+ξ
При малых расстройках (ξ 〈〈1) , т.е. при частоте, близкой к резонансной,
               1
получим: ωL −    = 2ξρ .
              ωC
Таким образом, для частот, близких к резонансной, получаем:
                        ρ2
•       ρ2                  r =    Zρ
Z=                =                       ,                (3)
     r + j 2ξρ        1 + j 2ξQ 1 + j 2ξQ
             ρ2
где Z ρ =         = ρQ - резонансное сопротивление контура (при ξ = 0 ).
              r
Подставляя (3) в (1), получим выражение для коэффициента передачи
•
        K0                                                  Zρ
K=                                   , где K 0 =                     - коэффициент передачи при
             ⎛                   ⎞                     Z ρ + Ri
             ⎜1 + j 2ξQ Ri ⎟
             ⎜         Ri + Z ρ ⎟⎠
             ⎝
резонансной частоте ω 0 .
                                            Ri
        Обозначим             Qэ = Q              ,    где           Qэ -эквивалентная            добротность
                                         Ri + Z ρ
                                                                             K0
системы               контур-генератор.               Теперь: K =                   .            Модуль          K
                                                                         1 + j 2ξQэ
                                                                                            K0
(экспериментально измеряемая величина) равна: K =                                                      .   (4)
                                                                                  1 + ( j 2ξQэ )
                                                                                                   2


Его зависимость от расстройки приведена на рис.4.