Про колебательный контур.

[svic]

Добротность это отношение сигнала к потерям. Чем меньше потери - тем выше добротность. Энергия из колебательного контура улетучивается в виде тепла, выделяющегося на сопротивлении провода катушки, а также расходуется на создание паразитных токов в близко расположенных проводящих предметах. Если-б потерь не было, колебания в свободном (не связанном) контуре не прекращались бы никогда без всякой подкачки извне. Численно добротность принято оценивать так - в контур подается импульс и смотрится сколько свободных колебании произойдет, пока амплитуда не упадет до 0.1 от первого пика, если, скажем, насчитали 25 периодов, то и добротность = 25. Для катушек добротность меряется на определенной частоте - отношение индуктивного сопротивления к омическому сопротивлению провода и будет добротность. А вообще добротность в целом понимается как качество.

[RA3WSI]

Это как с качелями.У одних подвес ржавый и а у других хорошо смазаный.
Одни при толчке сделают 2-3качаний и остановятся,а другие 30.Так вот у вторых добротность будет выше.
Извините за грубый пример.

[ks0]

Подскажите с чего начать. Вот, допустим схема, начало некоего радиоприемника. Ну антенна, колебательный контур, потом конденсатор C2, который образует фильтр верхних частот с последующей нагрузкой, это я понимаю вроде. Для расчета частоты среза сопротивление нагрузки принимается 1/R=1/R1+1/R2, так? Т.е. как бы R1 и R2 параллельны.
Далее эмиттерный повторитель для изоляции усилительных каскадов. R3 принимаю раз в 10 меньше R (т.е. R << h21э * R3, при h21э=100 получается R<<100R3 -> R ~ 10R3), так?
C3 тоже фильтр верхних частот, его пока не трогаем. А возвращаемся к номиналам R1 и R2. Понятно, что у колебательного контура есть какое-то выходное сопротивления и он (или антенна?) не сможет нагрузить резисторы если они будут по 100 Ом. А по сколько они могут быть? Какое выходное сопротивление у колебательного контура, от чего оно зависит, от антенны? Какой порядок величин вообще? А какой порядок величин у амплитуды напряжения, которое выходит с колебательного контура или возникает в антеннах?

Ну и что-нибудь простое почитать бы на эту тему, простое потому что нельзя объять необъятное, поэтому пока просто для начала.

Спасибо.



Сюда перенес.

потом конденсатор C2, который образует фильтр верхних частот

Не усложняйте.
Конденсатор С2 это всего лишь гальваническая развязка и больше ничего.
Если бы данная схема делалась на лампе или на полевом транзисторе, в котором смещение задается только резистором в истоке, то этот конденсатор был бы вообще лишним, т.к. в данном случае гальваническая развязка не нужна.



aen

Вложения

rf.jpg

(77.01 KiB) Скачиваний: 1009

[ks0]

Не усложняйте.
Конденсатор С2 это всего лишь гальваническая развязка и больше ничего.

Как это, как это?! Ну развязка, я не спорю. Но ведь его номинал не с потолка берется! Излишне большой номинал смажет все. Поэтому он не должне превышать некоего значения.

[RA3WSI]

Берётся ёмкость разделительного "на глаз".
Не стоит усложнять.Что ставить 1н что 100н.
Конденсатор должен быть керамическим.
Расчитывать его не обязательно,вполне достаточно посмотреть его ёмкость в других схемах СВ,КВ приёмников.
На высоких частотах должен оказывать маленькое сопротивление.

А вот расчёт колебательного контура это важно.

[aen]

Выше уже сказали. Просто добавлю.
В данном случае чем больше емкость С2, тем лучше, но сверху она ограничивается во первых, что обычно большие емкости имеют плохие характеристики на ВЧ, а во вторых габаритами.
Её емкость в данном конкретном случае выбирается из расчета, что бы её сопротивление на рабочей частоте было раз в десять меньше входного сопротивления следующего каскада.
В данном случае эмиттерного повторителя.

[Enman]

Заодно можно добавить, что подключать резонансный контур к эмиттерному повторителю следует с
большой осторожностью, эта конструкция ОЧЕНЬ склонна к возбуждению, которое надо суметь
вовремя заметить...И тут срыву возбуждения помогает УМЕНЬШЕНИЕ разделительной ёмкости,
вплоть до единиц пФ (на 3,6 МГц уже даже до связи через конструктивную ёмкость дорожек
платы)...

Последний раз редактировалось Enman Вс мар 03, 2013 17:29:37, всего редактировалось 1 раз.

[RA3WSI]

Между контуром и затвором подключается последовательно сопротивление.Возбуда небудет.
Как раз небольшая ПОС идёт на пользу-повышает добротность контура.Почти регенератор.
А так обязательно короткие проводники и обилие "земли" на плате вокруг схемы.

Последний раз редактировалось RA3WSI Вс мар 03, 2013 17:30:35, всего редактировалось 1 раз.

[aen]

И тут срыву возбуждения помогает УМЕНЬШЕНИЕ разделительной ёмкости,
вплоть до единиц пФ

Ставить нужно не маленькую емкость, а последовательно с конденсатором поставить резистор. Подобрать опытным путем, что бы сбить самовозбуждение, если оно есть.
viewtopic.php?p=1317207#p1317207

Не нужно никаких емкостей. Если поставить емкость, да еще небольшую, то приемник сразу начинает ловить помехи от наводок. В основном низкочастотные. Например помеху от строчной развертки телевизоров и мониторов с ЭЛТ стоящих не только рядом, а и у соседей.
Но бывает, что при большой добротности катушки истоковый повторитель возбуждается.
Тогда последовательно с затвором нужно поставить резистор порядка 10 ком.

Вот как у В.Т. Полякова сделано.

В случае с биполярным транзистором величина резистора колеблется от сотен ом до единиц килоом.

[RA3WSI]

Да да оно самое.

[Enman]

Наверное, поэтому в пром. аппаратах такая схема и не встречается... (что с ней надо бороться)

[VT1]

Да потому что ставить на входе приемника эмиттерный повторитель, это довольно безграмотно. Ставят только в приемниках игрушках.
Поэтому в промышленной аппаратуре пока до этого схемного решения не опустились.
Поживем, увидим. Все может случится. Вон китайцы для удешевления своей дешевой аппаратуры на входе совсем контуров часто не ставят и это как бы стало модой.
Ну китайцы понятно делают это для удешевления, а последователи в основном из за лени.

[ks0]

Имеет какое-либо значение отношение индуктивности к емкости конденсатора? Как оптимальное выбирать?

[Enman]

оптимальное - это по какому параметру?...поэтому стоит ориентироваться на величины, применённые в аналогичных конструкциях...

[aen]

Имеет какое-либо значение отношение индуктивности к емкости конденсатора? Как оптимальное выбирать?

По сути Вы спрашиваете какое характеристическое сопротивление колебательного контура оптимально.
Характеристическое сопротивление контура вычисляется так.



Выбор характеристического сопротивления контура в конкретной схеме зависит от очень многих причин.
Во всяком случае я могу написать на память десятка два.

Если просто ориентировочно, то примите так, что на частотах выше 100 мгц и выше оно должно быть в пределах 70 - 200 ом, т.к. сделать больше на этих частотах затруднительно из за паразитных емкостей схемы и деталей, а так же от их стабильности и с этим приходится смириться.

На частотах в единицы - десятки мегагерц в транзисторных схемах делайте в пределах 200 - 2000 ом
В ламповых схемах на эти же частоты можете взять больше.

Но все эти рекомендации, как говорил выше слишком приблизительные и требуют корректировки в конкретных случаях.

Во всяком случае делать колебательный контур с характеристическим сопротивлением 50 ом и ниже можно только в определенных конкретных случаях, например в П-контуре транзисторного передатчика или например в ДПФ приемника, хотя и в ДПФ такие ставить не стоит, хотя иногда и делают для упрощения.

Если писать об этом подробно, то получится книжка страниц так на 50 и понятно на форуме этого не напишешь.
Лучше выкладывайте конкретную схему и спрашивайте как поступить.
Требования к колебательному контуру в каждом конкретном случае разное и отвечать на подобные вопросы можно только исходи из схемы, где он стоит и какую основную роль он там выполняет. Вот тогда можете получить конкретный ответ на конкретный вопрос и это все, что можно сделать на форуме.
Остальное самому в книжках.

Вложения

1.GIF

(1.78 KiB) Скачиваний: 6745

1.JPG

(3.01 KiB) Скачиваний: 1344

[Brodjaga_EU]

Приветствую всех.

У меня возникло множество вопросов в связи с применение параллельного колебательного контура. Я сейчас пытаюсь собрать задающий генератор на частоту 144МГц и делаю это с использованием генератора на частоте 16МГц и последующим умножением частоты. Один вариант я собрал, но остался не очень доволен формой выходного сигнала и решил от слепого копирования чужих схем попытаться перейти к «самостоятельному» конструированию и как первый шаг пытаюсь детально вникать в схему. Паралленьно пытаюсь снои умозаключения проверить путем симулирования в LTSpice. И, к сожалению, застрял в теории и не могу сдвинуться дальше. Надеюсь мне удасться найти помощь в отыскании ответов.



И так... в каскаде утроителя в цепи коллектора присутствует колебательный контур. В этом контуре используется неполное включение предыдущего / последующего каскадов. Делается это для предотвращения шунтирования контура. Нашел статью «Расчет оптимальных параметров колебательных контуров и полосовых фильтров» (Журнал КВ за 1994, номера: 1,2) и расчитал коэффициенты включения контура. Для проверки своих расчетов решил провести небольшую симуляцию в LTSpice и обнаружил не понятные для моего понимания вещи. Вопросы пронумерую, дабы можно было высказываться по конкретному вопросу и не вносить путаницу.

1. Я расчитывал контур в учетом оптимального согласования сопротивлений предыдущего / последующего каскадов. Т.е. согласование по мощности. Правильно ли это?

2. Для расчетов используется добротность контура, ее у меня нет и измерить ее не могу. От нее зависит сопротивление контура на частоте резонанса. Какую величину мне следует взять за основу? Катушки мотаю посеребренным проводом 0,8мм без каркаса.

3. В статье «Расчет оптимальных параметров колебательных контуров и полосовых фильтров» присутствует высказвание:
Колебательный контур оптимально согласует выходное сопротивление R1 предшевствующего контуру каскада с входным сопротивлением R2 последующего каскада (с точки зрение передачи маскимальной мощности от генератора к нагрузке) только в том случае, если соединенные палаллельно собственное сопротивление контура и внесенное в контур со стороны точки 1 равно сопротивлению, внесенному в контур со стороны точки 2.



Я попытался «практически» проверить это утверждение. Мой результат, к сожалению, не подтверждает высказывание. Наглядно видно, что мощности на R1 и R3 не равны. Хотя все в соответствии с утверждением в статье. R1 (100K) параллельно с R2 (25K) дают 20К и это сопротивление равно сопротивлени R3.
В чем ошибка? Или как можно иначе проверить согласованность сопротивлений каскадов?

http://img.radiokot.ru/files/24435/1oty3a3e7.jpg




Сюда перенес.
Большую картинку сделал просто ссылкой. Нарушение Правил форума п. 2.6
Для больших картинок воспользуйтесь сервисом http://img.radiokot.ru/


aen

[SmarTrunk]

На рисунке из симулятора, сопротивления подключены к контуру без учета "коэффициентов трансформации". Сопротивления трансформируются пропорционально квадрату (отношения витков). Т.е. если отвод сделан от трети катушки, то подключенное к нему сопротивление будет условно равно сопротивлению в 9 раз больше, подключенному параллельно целой катушке.

По возможной добротности (ненагруженной) колебательного контура можно посмотреть разные справочники радиолюбителя, еще есть старая, но хорошая книга "Колебательный контур" Скрипников 1970

[svic]

еще есть старая, но хорошая книга "Колебательный контур" Скрипников 1970

У нас в сундуке https://sunduk.radiokot.ru/loadfile/?load_id=1287041633
Добротности нагруженных контуров определяют ширину полосы пропускания, коэффициенты включения рассчитывают из соображений величины шунтирования холостой добротности.
Практически подборку коэффициента включения на ВЧ посеребренных катушках я делал так: цеплял осцылл через резюк 10-100К к коллектору транзюка и начинал его (вывод коллектора) понемногу перемещать (перепаивать) от холодного конца катушки контура к горячему, естественно всякий раз подстраивая. Сначала, как и положено, амплитуда нужной гармоники (обычно не выше третьей) росла, а форма становилась всё ближе к синусоиде. Затем рост прекращался (согласование), несмотря на то, что вывод приближался к горячему концу, форма начинала портиться - преобладала первая гармоника. Точно также подбирал коэффициент включения и на основной гармонике - когда точка согласования пройдена, амплитуда перестает расти, полоса при этом, естественно, расширяется. Осцылл в данном случае служит индикатором изменения амплитуды и формы, но не показометром истинных значений (из-за резюка), но в данном случае это не важно.

Наглядно видно, что мощности на R1 и R3 не равны

В чем ошибка?

Они и не должны быть равны, поскольку сопротивления разные. Задача согласования сводится

к передаче максимальной мощности от генератора к нагрузке

Что вовсе не означает равенство мощностей генератора и нагрузки. Представьте, что бы произошло если-б вся мощность генератора электростанции осела в вашем электрокофейнике (нагрузке).....

[Brodjaga_EU]

То SmarTrunk:

я действительно подключал внешние сопротивления к высокоомной точке контура, но поправку на коэффициент трансформации я вводил. Приведенная симуляция носит скорее не практический характер, а теоритический. Мне важно понять, как расчитать контур с учетом согласования сопротивлений (т.е. будет осуществляться максимальная передача мощности) и увидеть в «симуляторе», что согласование состоялось. Тогда я смогу сказать, что я понял как это работает.

То svic:

спасибо за ссылку, книгу полистал. Но не уверен, что нашел ответы на интересующие меня вопросы. Благодарю также за практическое описание процедуры согласования контура. Если получится, то попробую завтра вечером провести «лабораторную работу»

Что вовсе не означает равенство мощностей генератора и нагрузки. Представьте, что бы произошло если-б вся мощность генератора электростанции осела в вашем электрокофейнике (нагрузке).....

С этим утрерждением позволю себе не согласится, в приведенном примере используется «согласование напряжений» (не уверен, что правильно назвал вид согласования, но уверен вы поймете, что я имею ввиду). Тот же вид согласования используется в усилителях мощности низкой частоты.
При согласовании сопротивлений ввиду равенства сопротивлений и последовательного их включения (токи равны) мы автоматически получаем одинаковую мощность на обоих сопротивлениях.

Это видно на нижеприведенных изображениях:





На частоте резонанса мощности на сопротивлениях R1 и R2 равны. Согласование присутствует.

В примере из моего предыдущем поста у меня не получилось наглядно увидеть присутствие согласования.

Попытаюсь пошагово воспроизвести свои умозаключения...


Шаг 1
Имеем:
Контур = 48МГц
Индуктивность=274.851nН
Добротность = 100 (взято с потолка, но думаю, что это значение достижимо)
Xl = 82,893 Ом (реактивное сопротивление катушки Xl=2*PI*F*l)
Rl = 0,828 Ом (активное сопротивление, получено из Q=Xl / Rl)

Ниже изображен наш контур, где катушка представлена идеальной, т.е. без потерь, а последовательно с ней Rl – активное сопротивление потерь. На графике также видно, исходя и полученной ширины полосы пропускания (3dB), что добротность контура равна 100.
Т.е. на этом шаге присутствует соответсвие теории и практики.





Шаг 2
Пересчитаем последовательное активное сопротивление потерь в паралельное сопротивление потерь.
Оно равно Rпар=8.29К
Для контроля изменим схему и проконтролируем правильность рассуждений.
В резонансной кривой ничего не изменилось.
На этом шаге также присутствует соответсвие теории и практики.





Шаг 3

Далее расчитываем в соответствии с вышеприведенной статьей внесенные (выходное и выходное) сопротивления в контур. Т.е. для упрощения мы подключаем их паралельно контуру, но значения сопротивлений пересчитываем с учетом коеффициента трансформации.



Выходное сопротивление предыдущего касада берем равным 100К.
Расчитываем величину суммарного сопротивления контура при подключении к нему 100К.

Rсум= (100К*8,3К) / (100К+8,3К) = 7,65К

А это значит, следуя цитате из статьи, что сопротивление последующего за контуром каскада должно быть 7,65К для достичения максимальной передачи мощности. Смотрим...





Я сознательно использовал значения с большим колличеством знаков после запятой, дабы избежать каких-либо отклонений, которые меня еще больше запутают. И тем не менее мне не совсем понятно, почему рассеиваемы мощности на сопротивлениях не равны друг-другу...

И мои вопросы:

1. Каким еще образом можно проверить согласованность сопротивлений?

2. В вышеупомянутом каскаде умножителя я расчитывал контур в учетом оптимального согласования каскадов по мощности. Уместно ли использовать в данном случае подобный вид согласования или лучше добиваться не максимальной мощности, а максимального напряжения. (Последующим каскадом планируется применить аналогичный умножитеть на частоту 144МГц )

[svic]

В Вашей врезке классическое согласование мощностей, по-сути говорится, что суммарное сопротивление источника (сопротивление контура Z||R1 с учетом трансформации) должно равняться сопротивлению нагрузки R3 (также с учетом трансформации). В симуляторе должно быть два одинаковых сопротивления - генератора и потребителя, а у Вас получается несколько разных сопротивлений, включенных параллельно. Само-собой мощность на всех трех будет разной, она ведь (U^2)/R...
И ещё. Не знаю, как реализуется в используемом Вами симуляторе, а, например, в мультисиме используется идеальный трансформатор, в котором используется только один параметр - коэффициент трансформации, никаких индуктивностей обмоток, габаритных мощностей, частотных искажений там просто не учитывается, поэтому их (трансформаторы) можно включать параллельно источникам (тому-же контуру) и использовать только этот коэффициент. Использовать в симуляторе простое соединение отдельных индуктивностей в качестве трансформатора - чревато, поскольку необходимо указывать коэффициент взаимосвязи, иначе результаты будут далеки от правды.