Фундаменты электроники

Индуктивные элементы

Часть 4

В этом эпизоде ​​мы продолжим обсуждение резонансного контура. Важным понятием, которое появляется в этой статье, является понятие добротности цепи.

Добротность резонансной цепи

Мы уже знаем, что в любой реальной резонансной цепи происходят  потери. 
Эти потери могут быть представлены в виде сопротивления включенного последовательно с индуктивностью (малые потери конденсатора опущены). Если бы мы хотели, могли бы также включить дополнительное сопротивление последовательно резонансной цепи. Конечно, включение такого сопротивления приведет к дальнейшему увеличению потерь.

Необходимо как-то измерять эти потери.

Давайте посмотрим на проблему с энергетической стороны. Когда возникает резонанс циклического обмена (потока) энергии между катушкой и конденсатором.
В каждом цикле колебаний (периоде), часть энергии запасенной в контуре, теряется.
Отметим, что отношение  общей энергии, накопленной в цепи элементов к  потерям энергии (в пределах одного периода) не зависит от рабочего напряжения.
Чем выше напряжение, тем больше ток и большие потери на сопротивлении.

Поэтому вводится понятие добротности, в качестве меры этих потерь. Добротность обозначается большой буквой Q.

Вы конечно не видите всей картины - я даю лишь конечный результат:

где Rs является заменой последовательного сопротивления потерь
Я указал на рисунке 21,
и г характеристического сопротивления.

Я уверен, что вы встречали в литературе другие формулы для определения добротности.
Мы вернемся к этому позже. Хотя на практике на самом деле говорят о добротности несколько в ином контексте (с точки зрения полосы пропускания фильтра)
Вы всегда помните, что  добротность по своей сути является мерой потерь в цепи.

Нам нужно будет перейти к резонансным контурам используемым в качестве фильтра.
Прежде чем сделать это, вам все еще нужно, чтобы понять себя некоторые важные новости и идеи, связанные с резонансом.

Резонансного контура в качестве фильтра

Я не думаю, что вы в недоумении, очень редко используют резонансные цепи для получения затухающих колебаний как на рисунке 20. Я привел его только для удобства анализа. Так что же полезного может делать резонансный контур?

Минуту назад я говорил вам, что резонансный контур имеет свою резонансную частоту.

Вообще говоря, идеальный (т.е. без потерь) резонансный контур "любит" чрезвычайно свою резонансную частоту – так "любит", что
может
может производить ее так сказать из ничего, но на самом деле из постоянного напряжения; более того – может поддерживать колебания до бесконечности.
Если есть сопротивление потерь в цепи,  он отличается своей "любовью" к резонансной частоте меньше - тем меньше, чем больше потери.

Даже на первый взгляд, резонансный контур различает его "любимую" частоту, поэтому он может быть использован для фильтрации ее из отдельных сигналов различной частоты.

Давайте посмотрим на это более подробно.

Параллельный резонанс и последовательный резонанс

Уже не однократно встречались термины: последовательный и параллельный резонансный контур. Вероятно вы так же слышали об резонансе токов и резонансе напряжений. Возможно, что существуют два типа резонанса?

Нет. Эти термины произошли из практики – использования резонансного контура. Название определяет, как соединены элементы схемы, в частности резистор.