Высокоскоростные печатные платы. Теоретические основы. Справочник начинающего SI Engineer & High Speed PCB Designer. А. В. Трундов
Читать онлайн книгу.
иметь множество резонансных частот, определяемых рядом целочисленных отношений длины линии к четверти длины волны, распространяемой в физической среде рассматриваемой линии.
Эффективность колебательного контура определяется его нагруженной добротностью Q.
В общем случае, добротность показывает отношение энергии, запасенной в контуре, к энергии потерь.
Для последовательного колебательного контура, добротность определяется по формуле:
,где Zx – импеданс реактивного сопротивления на частоте резонанса (на частоте резонанса реактивные сопротивления ёмкости и индуктивности равны по абсолютной величине),
R – активное сопротивление в последовательной цепи колебательного контура.
Для параллельного колебательного контура добротность рассчитывается по формуле:
Значение добротности может достигать сотен единиц.
Таким образом, колебательный контур запасает энергию на своей резонансной частоте в виде реактивной энергии в ёмкости и индуктивности контура, и отдаёт её в активное сопротивление (активная часть энергии) нагрузки.
При этом элементы колебательного контура имеют также активные потери (в диэлектрике конденсатора, активное сопротивление катушки индуктивности, скин-эффект), а также потери взаимодействия электрического и магнитного реактивных полей с посторонними элементами, полигонами, экранами, находящимися в ближней зоне колебательного контура, а также на излучение (в дальней зоне).
Рассмотрим более подробно физические процессы, происходящие в колебательном контуре с сосредоточенными элементами и в объемном резонаторе.
Физические процессы в колебательном контуре с сосредоточенными параметрами
Рассмотрим формирование колебаний в контуре с сосредоточенными параметрами.
1. Заряженный до максимального напряжения конденсатор начинает разряжаться через катушку индуктивности. Ток в общей цепи начинает возрастать.
2. Изменение тока через индуктивность приводит к возрастанию ЭДС самоиндукции, противоположно направленной по отношению к напряжению на конденсаторе и компенсирующей в начальный момент разряда это напряжение. В результате, ток в момент начала разряда равен нулю и начинает монотонный рост.
3. При возрастании тока в цепи, напряжение на конденсаторе монотонно снижается (продолжается процесс разряда конденсатора), а ток (по причине уменьшения ЭДС самоиндукции) постепенно увеличивается, достигая в итоге максимального значения при равенстве нулю ЭДС самоиндукции. Напряжение на конденсаторе в этот момент также уменьшается до нуля, а энергия сосредотачивается в магнитном поле катушки индуктивности.
4. Поскольку разность потенциалов на обкладках конденсатора теперь равна нулю, величина тока будет постепенно уменьшаться. Мгновенному уменьшению тока препятствует индуктивность, то есть, увеличивающаяся