Поскольку радиотехника имеет дело с относительно малыми индуктивностями и емкостями и с высокими частотами, то удобнее для расчета пользоваться формулой

f4t, (3-616)

у L-C

где / - в кгц; L - в мгн и С - - в пф.

Пример. Определить собственную частоту колебательного контура, состоящего из индуктивности L = 0,8 мгн и емкости С = 200 пф.

Подставляя б формулу (3-616) соответств\юшие 5 030

цифры, находим / = = 400 кгц.

В реальных условиях собственная частота колебательного контура несколько зависит и от его активного сопротивления, но этим почти всегда пренебрегают. Существенное влияние на частоту контура могут оказать неудачный его монтаж и влияние присоединенных к нему в схеме радиоаппарата цепей. Известно, что даже прямые проводники обладают емкостями и индуктивностями, которые при монтаже колебательного контура могут оказаться введенными в него параллельно или последовательно и изменят, следовательно, его собственную частоту. Эта так называемая емкость монтажа может колебаться от 10 до 50 пф. Большое влияние на частоту колебаний может оказывать также собственная емкость контурной катушки, которая зависит от размеров, типа намотки, числа витков и может достигать величины 10-20 пф и больше. Нежелательные емкости и индуктивности могут возникнуть в монтаже от чрезмерного удлинения соединительных проводов контура и неудачюго расположения их, а также от распатожсння катушек в непосредственной близости от металлических частей шасси и экранов. Поэтому для предотвращения значительных расстроек высокочастотных контуров надо применять по возможности короткие и прямые соединительные провода и тщательно продумывать расположение всех деталей и проводов (как входящих в колебательный контур, так и присоединенных к нему).

Затухание. Возникающие под влиянием одиночного импульса колебания всегда затухают из-за потерь энергии в активном сопротивлении цепи. Для уменьшения затухания нужно составлять контур из деталей с возможно малыми активными сопротивлениями, т. е. применять в них катушки с высокой добротностью Qj и конденсаторы с малым углом потерь .

В реальных условиях затухание колебательного контура зависит также от его монтажа п схемы включения, так как потери энергии мо-69

гут возникать и в соединительных проводах и с цепях, присоединенных к контуру, и даже в окружающем пространстве, пронизываемом магнитным и электрическим полями ко.тсба-тельного контура. Затухание контура тем больше, чем меньше сопротивление цепи, присоединенной к контуру, чем больше сопротивление проводов, образующих контур, в том числе провода катушки, чем больше изоляционных материалов применено для монтажа контура и цепей, присоединенных к нему, чем ближе к деталям контура расположены постороипие проводники, изоляторы, экраны и т. п.

Колебательный контур - резонансная цепь. Если к колебательному контуру подать переменное напряжение, частота которого равна собственной частоте контура, то в нем возникнут так называемые вынужденные колебания с явлениями резонанса, упоминаемыми в § 8 настоящей главы.

Добротность колебательного контура. С точки зрения резонансных свойств качество колебательного контура определяется повышением напряжения, которое он обеспечивает при резонансе. Мерой качества колебательного контура является число, показывающее, во сколько раз возникающее в контуре (при резонансе) наибольшее напряжение U превышает подведенную к нему э. д. с. е. Это число называ.ют добротностью колебательного контура и обозначают, как и у катушек индуктивности, буквой Q:.

Как нам уже известно, при резонансе напряжений наибольшие напряжения в резонанс-нон цепи возникают на реактивных сопротивлениях Xf и Х. поэтому в качестве V можно ВЗЯТЬ, например, напряжение на катушке индуктивности. Оно во столько раз больше приложенной к контуру э, д. е.. во сколько раз икдуктивлое сопротивление катушки больше активного сопротивления цепи. Поэтому добротность колебательного контура может быть выражена и формулой

(3-62)

которая совпадает с выражением (3-34а) добротности одиночной катушки индуктивности, но при вычислении Q контура под R надо понимать активное 1со1про1тивление всего контура при его резонансной частоте. В связи с большими трудностями расчета R добротность высокочастотных контуров определяют измерением. Обычно у хороших колебательных.

контуров добротность измеряется десятками и доходит до 200-250, а у плохих она снижается до 5-10.

Затухание & и добротность Q - величины взаимно обратные:

(3-63)

Резонансное сопротивление. Как это было установлено выше, при резонансе напряжений сопротнв.ле!П1с цепи LC принимает наименьшее, а при резонансе токов наибольшее из возможных значений. В радиоа1шаратуре, особенно

Фиг. 3-32. Схемы контуров, использующих резонанс напряжений.

U - индуктивная скязь; 6 - внутренняя емкостная связь; fine посредственное присоединение к источнику э. д. с

а

Фиг. 3-33. Схемы контуров, использующих резонанс Токов.

а-источник э. д. с. подк.чючен к полюсам контура непосредственно или через сопротивление; б - внешний емкостная связь.

приемной, колебательные контуры обычно составляются параллельным соединением катушки и конденсатора. При такой схеме резонанс напряжений имеет место, если э. д. с. вводится внутрь контура, т. е. при индуктивной, внутренней емкостной или гальванической связи контура с источником э. д. с. (фиг. 3-32). В этих схемах связи колебательный контур обладает наименьшим резонансным сопротивлением и представляет для источника э. д. с. большую нагруз]у. В случаях присоединения источника э. д. с. к полюсам контура или связи посредством сопротивления или конденсатора (фиг. 3-33) имеет место резонанс токов, при котором колебательный контур представляет наибольшее сопротивление.

При расчете усилителей и других схем важно знать численную величину резонансного сопротивления. При резонансе токов оно определяется по формуле, приведенной на стр. 49, или, если известно Q контура, то но формуле

7 -

рез - 6,28 f-С

(3-64а)

-res . (3-65а)

где Z - резонансное сопротивление контура, ом\ f - резонансная частота, гц; С - емкость контура, ф\ L - индуктивность контура, гн.

Эти формулы можно представить также в виде

Z =

Z6,28.10-s/.L.Q, (3-656)

если Z,g, - в ком, f - в кгц, С - в пф и L - B мкгн.

При резонансе напряжений сопротивление контура определяется одним активным его сопротивлением R, которое по заданной величине добротности контура Q может быть подсчитано по формуле

R -J, (3-66а)

6,28/-L Q

(3-67а)

где R - сопротивление контура, ом; f - резонансная частота, гц; С - емкость контура, ф; L-индуктивность контура; гн. Эти же формулы могут быть выражены

/lld, (3-666)

f-C-Q 160Q

(3-676)

если R-B o.u, f-в кгц, С-в пф и L-в мкгн.

Пример. Определить резонансное сопротивление контура при резонансе токов, если добротность контура Q = 25, резонансная частота f= 1 ООО кгц и емкость конденсатора С = 200 пф.

По формуле (3-646) находим

16.104.25

г =

/" 1 000.200

: 20 ком.

Этот же контур при резонансе напряжений (З-ббб) представляет сопротивление

16.10?

1 000-200.25 "

Резонансная кривая. Основное назначение колебательных контуров в радиоприемниках состоит в выделении сигналов принимаемой радиостанции, фильтрации ее сигналов от сигналов других радиостанций, работающих на соседних с прини.адаемой частотах. Судить о том, как колебательный контур реагирует на

частоты, близкие к его резонансной частоте, можно но резонансной кривой контура. Для снятия кривой резонанса нужно иметь вспомогательный генератор с точно определяемым выходным напряжением переменной частоты (генератор стандартных сигналов) и прибор для измерения переменных напряжений высокой частоты (ламповый вольтметр), возбуждаемых в колебательном контуре генератором. Резонанс отмечается максимальным показанием лампового вольтметра.

Частота.

Напряжение

f<o 77yp

Фиг. 3-34. Снятие-кривой" резонанса по методу неизменного напряжения I] генератора.

Поддерживая неизменным напряжение генератора Vi настраивают его на разные частоты и измеряют ламповым вольтметром напряжение на колебательном контуре (например, напряжение на его емкости). При резонансе показания прибора будут наибольшими. Тогда при расстройке частоты генератора в ту и другую стороны от резонанса получают убываю-ш;ие напряжения V на колебательном контуре. Показания прибора откладываются по вертикальной, а соответствующие частоты настройки генератора - по горизонтальной оси. По полученным точкам строится кривая резонанса (фиг. 3-34).

Зная разницу между частотами двух радиостанций, по резонансной кривой контура можно определить, во сколько раз ослабит он сигналы одной из них, будучи настроенным на вторую.

Для предотвращения ошибок при снятии кривой резонанса ламповый вольтметр должен обладать очень большим входным сопротивлением, а связь контура с генератором должна быть очень слабой.

Связанные системы. Часто оказывается, что фильтрующие свойства одиночного контура недостаточны для эффективного отделения смежных частот от резонансной или же при необходимости равномерно усилить некоторую полосу частот, наоборот, резонансная кривая одиночного контура оказывается слишком 62

узкой. Для улучшения формы резонансной кривой применяют два или больше связанных между собой колебательных контуров. Такие цепи называются связанными системами и по своим свойствам могут быть причислены к полосовым электрическим фильтрам.

3£

Фиг. 0-5. Схему связи колебательных контуров.

д - индуктивная: б -внутренняя емкостная; е - внешняя емкостная: г - индуктпеио-емкостная.

Связывать отдельные контуры между собой можю различ1пыми способами. Основные виды связи показаны на фиг. 3-35. Если связанная система предназначена для работы только на одной частоте, как это имеет место, например, в фильтрах промежуточной частоты, то выбор способа связи принципиальной роли не играет, важна лишь степень связи контуров. Если же колебательные контуры перестраиваются (например, в каскаде высокой частоты

Грез

<=

сЗязь

Фиг. 3-36. Зависимость формы резонансной кривой от степени связи.

радиоприемника), то играет роль и способ связи контуров, так как от него зависит изменение степени связи при перестройке контуров на различные частоты. Чтобы при перестройке контуров резонансная кривая системы по возможности не изменялась, надо применять такой способ связи, который обеспечивает наибольшее постоянство степени связи вне зависимости от частоты и настройки контуров, например схему на фиг. 3-35,г. Заметим, что, как и во всяких электрических фильтрах, в связанных системах должна быть предотвращена непредусмотренная связь между контурами за счет взаимодействия магнитных полей их катушек, для чего катушка каждого колебательного контура должна быть помещена в самостоя-