MGA PANGANGALAGA NG MGA SIRKITO

Ang isang tipikal na serye na nakatago circuit ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Ang kabuuang impedance:

Sa maraming mga kaso, ang R ay kumakatawan sa pagkawala ng resistensya ng inductor, na sa kaso ng mga coil ng core ng hangin ay nangangahulugan lamang ng paglaban ng paikot-ikot. Ang mga resistensya na nauugnay sa capacitor ay madalas na nababayaan.

Ang impedances ng capacitor at inductor ay haka-haka at may kabaligtaran na pag-sign. Sa dalas w₀ L = 1 /w₀C, ang kabuuang bahagi ng haka-haka ay zero at samakatuwid ang kabuuang impedance ay R, pagkakaroon ng isang minimum sa w₀dalas. Ang dalas na ito ay tinatawag na serye malagong dalas.

Ang karaniwang katangian ng impedance ng circuit ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Mula sa w₀L = 1 /w₀Ang cequation, angular frequency ng series resonance: o para sa dalas sa Hz:

f₀

Ito ang tinatawag na Thomson formula.

Kung R ay maliit kumpara sa X_L, X_C reaktibo sa paligid ng dalas ng resonant, ang impedance ay nagbabago nang husto sa sunod-sunod na dalasSa kasong ito, sinasabi namin na ang circuit ay may magandang selectivity.

Ang pagpili ay maaaring masukat ng kalidad na kadahilanan Q Kung ang dalas ng anggulo sa formula ay katumbas ng angular frequency ng resonance, makuha namin ang matunog na kalidad na kadahilanan May ay isang mas pangkalahatang kahulugan ng kalidad kadahilanan:

Ang boltahe sa kabuuan ng inductor o kapasitor ay maaaring maging mas mataas na pagkatapos ay ang boltahe ng kabuuang circuit. Sa malagong dalas ang kabuuang impedance ng circuit ay:

Z = R

Ipagpapalagay na ang kasalukuyang sa pamamagitan ng circuit ay ako, ang kabuuang boltahe sa circuit ay

V_{munting bata}= Ako * R

Gayunpaman ang boltahe sa inductor at ang kapasitor

Samakatwid

Nangangahulugan ito sa malagong dalas ang mga voltages sa inductor at ang kapasitor ay Q₀ beses na mas malaki kaysa sa kabuuang boltahe ng resonant circuit.

Ang karaniwang run ng V_L, V_C Ang mga voltages ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Ipakita natin ito sa pamamagitan ng isang kongkretong halimbawa.

Halimbawa 1

Hanapin ang dalas ng taginting (f₀) at ang resonant na kalidad factor (Q₀) sa seryeng circuit sa ibaba, kung C = 200nF, L = 0.2H, R = 200 ohms, at R = 5 ohms. Gumuhit ng diagram ng phasor at ang dalas na tugon ng mga boltahe.

Para sa R ​​= 200 ohms

Ito ay medyo mababa ang halaga para sa mga praktikal na resonant circuit, na karaniwang may kalidad na mga kadahilanan higit sa 100. Ginamit namin ang isang mababang halaga upang mas madaling ipakita ang operasyon sa isang diagram ng phasor.

Ang kasalukuyang sa resonance dalas I = V_s/ R = 5m>

Ang mga voltages sa kasalukuyang ng 5mA: V_R = V_s = 1 V

samantala: V_L = V_C = Ako *w₀L = 5 * 10^{-3 *}5000 * 0.2 = 5V

Ngayon tingnan natin ang diagram ng phasor sa pamamagitan ng pagtawag dito mula sa menu ng Pagsusuri ng AC ng TINA.

Ginamit namin ang Auto Label tool ng window ng diagram upang i-annotate ang larawan.

Ang diagram ng phasor ay mahusay na nagpapakita kung paano kinansela ng mga boltahe ng capacitor at inductor ang bawat isa sa dalas ng resonance.

Ngayon tingnan natin ang V_Lat V_Ckumpara sa dalas.

Tandaan na ang V_L nagsisimula mula sa zero boltahe (dahil ang reaktansi nito ay zero sa zero frequency) habang ang V_C nagsisimula mula sa 1 V (dahil ang reaktansi nito ay walang hanggan sa zero frequency). Katulad ng V_L May kaugaliang 1V at V_Csa 0V sa mataas na frequency.

Ngayon para sa R ​​= 5 ohms ang kalidad kadahilanan ay mas malaki:

Ito ay isang relatibong mataas na kalidad na kadahilanan, malapit sa praktikal na mga halaga na maabot.

Ang kasalukuyang sa resonance dalas I = V_s/ R = 0.2A

samantala: V_L = V_C = Ako *w₀L = 0.2 * 5000 * 0.2 = 200

Muli ang ratio sa pagitan ng mga voltages ay katumbas ng kalidad na kadahilanan!

Ngayon ay iguhit lamang natin ang V_L at V_C boltahe kumpara sa dalas. Sa diagram ng phasor, V_R ay masyadong maliit kumpara sa V_Lat V_C

Tulad ng nakikita natin, ang curve ay matalim at kailangan naming mag-plot ng 10,000 puntos upang makuha nang tumpak ang maximum na halaga. Gamit ang isang mas makitid na bandwidth sa linear scale sa frequency axis, nakakakuha kami ng mas detalyadong curve sa ibaba.

Sa wakas tingnan natin ang impedance na katangian ng circuit: para sa iba't ibang mga kadahilanan sa kalidad.

Ang figure sa ibaba ay nilikha gamit ang TINA sa pamamagitan ng pagpapalit ng boltahe ng generator ng isang metro ng impedance. Gayundin, mag-set up ng isang listahan ng stepping na parameter para sa R ​​= 5, 200, at 1000 ohms. Upang i-set up ang pag-step ng parameter, piliin ang Control Object mula sa menu ng Pagsusuri, ilipat ang cursor (na nagbago sa isang resistor na simbolo) sa risistor sa eskematiko, at i-click gamit ang kaliwang pindutan ng mouse. Upang magtakda ng isang logarithmic scale sa Impedance axis, nag-double click kami sa vertical axis at itakda ang Scale to Logarithmic at ang mga limitasyon sa 1 at 10k.

PANANALA NG PARALLEE

Ang purong parallel resonant circuit ay ipinapakita sa figure sa ibaba.

Kung pinapabayaan natin ang pagkawala ng resistensya ng inductor, R ay kumakatawan sa paglaban ng pagtulo ng kapasitor. Gayunpaman, tulad ng makikita natin sa ibaba ng pagkawala ng resistensya ng inductor ay maaaring mabago sa resistor na ito.

Ang kabuuang pagpasok:

Ang mga admittances (tinatawag na susceptances) ng kapasitor at inductor ay haka-haka at may kabaligtarang palatandaan. Sa dalas w₀C = 1 /w₀Ang kabuuang bahagi ng haka-haka na bahagi ay zero, kaya ang kabuuang pagpasok ay 1 / R-ang pinakamaliit na halaga nito at ang Ang kabuuang impedance ay may pinakamataas na halaga nito. Ang dalas na ito ay tinatawag na parallel resonant frequency.

Ang kabuuang impedance na katangian ng purong parallel resonant circuit ay ipinapakita sa figure sa ibaba:

Tandaan na ang impedance ay nagbabago napakabilis sa paligid ng dalas ng resonansya, kahit na ginamit namin ang isang logarithmic impedance axis para sa mas mahusay na paglutas. Ang parehong curve na may isang linear impedance axis ay ipinapakita sa ibaba. Tandaan na tiningnan ang axis na ito, ang impedance ay tila nagbabago kahit na mas mabilis na malapit sa resonance.

Ang mga susceptance ng inductance at capacitance ay pantay ngunit magkasalungat na pag-sign sa resonance: B_L = B_C, 1 /w₀L = w₀C, samakatuwid ang anggulo dalas ng kahilera lagong:

tinutukoy muli ng Thomson formula.

Paglutas para sa malagong dalas sa Hz:

Sa dalas na ito ang pag-amin Y = 1 / R = G at nasa pinakamababang (ibig sabihin, ang impedance ay maximum). Ang alon sa pamamagitan ng inductance at kapasidad ay maaaring maging mas mataas na pagkatapos ay ang kasalukuyan ng kabuuang circuit. Kung ang R ay medyo malaki, ang boltahe at pag-amin ay nagbabago nang husto sa paligid ng malagong dalas. Sa kasong ito sinabi namin na ang circuit ay may mahusay selectivity.

Ang seleksyon ay maaaring masukat ng kalidad na kadahilanan Q

Kapag ang anggular frequency ay katumbas ng angular frequency ng resonance, makuha namin ang matunog na kalidad na kadahilanan

Mayroon ding mas pangkalahatang kahulugan ng kalidad na kadahilanan:

Ang isa pang mahalagang ari-arian ng parallel resonant circuit ay nito bandwidth. Ang bandwidth ay ang pagkakaiba sa pagitan ng dalawa mga frequency cutoff, kung saan ang impedance ay bumaba mula sa pinakamataas na halaga nito sa ang pinakamataas.

Maipapakita na ang Δf Ang bandwidth ay tinutukoy ng mga sumusunod na simpleng formula:

Ang formula na ito ay nalalapat din para sa serye ng mga malagkit na circuits.

Ipakita natin ang teorya sa pamamagitan ng ilang mga halimbawa.

Halimbawa 2

Hanapin ang malagong dalas at ang malagong kalidad ng kadahilanan ng isang purong parallel resonance circuit kung saan ang R = 5 kohm, L = 0.2 H, C = 200 nF.

Ang malagong dalas:

at ang matitigas na kalidad na kadahilanan:

Hindi sinasadya, ang kalidad na kadahilanan na ito ay katumbas ng Ako_L /I_R sa matunog na dalas.

Ngayon ipaalam sa amin gumuhit ng impedance diagram ng circuit:

Ang pinakasimpleng paraan ay upang palitan ang kasalukuyang pinagmulan ng isang impedance meter at magpatakbo ng AC Transfer analysis.

<

Ang "dalisay" na parallel circuit sa itaas ay napakadaling suriin dahil ang lahat ng mga bahagi ay nasa parallel. Lalo na mahalaga ito kapag ang circuit ay konektado sa iba pang mga bahagi.

Gayunpaman sa circuit na ito, ang serye ng pagkawala ng pagtutol ng coil ay hindi isinasaalang-alang.

Suriin natin ngayon ang sumusunod na tinawag na "real parallel resonant circuit," na may resistensya sa pagkawala ng serye ng coil na naroroon at alamin kung paano natin ito mababago sa isang "purong" parallel circuit.

Ang katumbas na impedance:

Suriin natin ang impedance na ito sa dalas ng resonant kung saan ang 1-w₀²LC = 0

Ipagpalagay din natin na ang kalidad na factor Q_o = w_oL / R_L>> 1.

Dahil sa matunog na dalasw₀L = 1 /w₀C

Z_eq=Q_o² R_L

Dahil sa purong parallel resonant circuit sa resonant frequency Z_eq = R, ang totoong kahanay na resonant circuit ay maaaring mapalitan ng isang purong kahanay na resonant circuit, kung saan:

R = Q_o² R_L

Halimbawa 3

Ihambing ang impedance diagram ng isang real parallel at katumbas na purong parallel resonance circuit.

Ang malagong (Thomson) dalas:

Ang diagram ng impedance ay ang mga sumusunod:

Ang katumbas na parallel na pagtutol: R_eq = Q_o² R_L = 625 oum

Ang katumbas na parallel circuit:

Ang diagram ng impedance:

Sa wakas, kung gumagamit kami ng kopya at i-paste upang makita ang parehong mga curves sa isang diagram, nakuha namin ang sumusunod na larawan kung saan nag-tutugma ang dalawang curves.

Ang kinakalkula na halaga:

Z_max = 625 oum. Ang mga limitasyon ng impedance na tumutukoy sa cutoff frequency ay:

Ang pagkakaiba ng mga cursors ng AB ay 63.44Hz, na kung saan ay napakahusay na kasunduan sa teoretikal na 63.8Hz kahit na ang pagsasaalang-alang ng kawastuhan ng graphic na pamamaraan upang isaalang-alang.