МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
Національний університет “Львівська політехніка”
№3019 від 27.04.2010
ДОСЛІДЖЕННЯ РЕЗОНАНСНИХ ХАРАКТЕРИСТИК КОЛИВАЛЬНИХ КОНТУРІВ
Методичні вказівки до лабораторної роботи №5з курсу
“Поля і хвилі в системах ТЗІ” для студентів базового напряму 6.170102 «Системи технічного захисту інформації»
Затверджено
на засіданні кафедри
“Захист інформації” протокол №14 від 18.02.2010 р.
Львів – 2010
Дослідження резонансних характеристик коливальних контурів: Методичні вказівки до лабораторної роботи з курсу “Поля і хвилі в системах ТЗІ” для студентів базового напряму 6.170102 «Системи технічного захисту інформації»
/ Укл. Ю.М. Костів, В.М. Іванюк, Л.М. Ракобовчук. - Львів: НУЛП, 2010. - 15 с.
Укладачі: Костів Ю.М., асистент
Іванюк В.М., асистент
Ракобовчук Л.М., канд. техн. наук, доц.
Відповідальний за випуск: Дудикевич В.Б., проф., д.т.н, зав.каф. Захисту інформації
Рецензент:
Максимович В.М., доктор техн. наук, проф.
Мета роботи - ознайомитись з роботою коливальних контурів, їх властивостями, здійснення за допомогою них безпосереднього зв’язку передавач-приймач.
1. Теоретичні відомості.
На рис.1а показаний лабораторний генератор Г (сигнал-генератор), за допомогою якого можна подавати високочастотні коливання різної частоти певної амплітуди, наприклад 1 мВ. Ці коливання подаються на коливальний контур LC за допомогою індуктивного зв'язку між котушками L1 і L2. До контуру підключаються прилади для вимірювання контурного струму і напруги на конденсаторі.
Частота власних коливань контуру fр вираховується з виразу:
. (1)
Якщо від генератора подавати електричні коливання різної частоти (але завжди напругою 1 мВ), помітимо, що на певній частоті (на рис. 1б,в - 500 кГц) контурний струм і напруга на конденсаторі сильно наростають, а на частотах вищих і нижчих від цієї частоти швидко зменшуються. На рис.1б,в це явище зображено графічно, а криві називаються частотними характеристиками коливального контуру.
Рис. 1. Схема дослідження електричного резонансу (а); залежність контурного струму від частоти (б); залежність напруги на конденсаторі від частоти (в).
Описане явище пояснюється наступним чином. За допомогою індуктивного зв'язку в котушці L індукується змінна е.р.с., що має частоту генератора. У результаті в контурі виникають так звані вимушені незатухаючі електричні коливання (контурний струм) з частотою генератора. У принципі ці коливання мають малу амплітуду, тобто змінна напруга на конденсаторі набагато менша від напруги генератора.
Коли частота генератора стає рівною до власної частоти коливального контуру, наступає явище резонансу. Воно характеризується тим, що контурний струм значний, і напруга на конденсаторі стає у багато разів більшою (приблизно в 120 - 150 разів) від напруги генератора. Отже, коливальний контур володіє так званою частотною вибірковістю і під час резонансу в багато разів збільшує напругу поданих на нього коливань. Чим більша добротність контуру, тим більше виражені ці властивості (рис. 2).
Рис. 2. Резонансні криві при різній добротності.
Потрібно зазначити, що добротність контуру залежить передусім від добротності котушки індуктивності, точніше від її опору втрат Rвт. Тому іноді реальні коливальні контури зображуються разом з опором втрат котушки індуктивності (рис. 3).
Рис. 3. Схематичне зображення коливального контуру:
а) ідеальний коливальний контур має тільки ємність і індуктивність;
б) реальний коливальний контур має ємність, індуктивність і опір втрат.
Чим менший Rвт, тим вища добротність контуру. Хороші коливальні контури мають добротність від 50 до 150.
В електричних схемах коливальний конт...
