Пред.
След.
Макеты страниц
Распознанный текст, спецсимволы и формулы могут содержать ошибки, поэтому с корректным вариантом рекомендуем ознакомиться на отсканированных изображениях учебника выше Также, советуем воспользоваться поиском по сайту, мы уверены, что вы сможете найти больше информации по нужной Вам тематике ДЛЯ СТУДЕНТОВ И ШКОЛЬНИКОВ ЕСТЬ
ZADANIA.TO
Глава 11. ОБЪЕМНЫЕ РЕЗОНАТОРЫ11.1. Основные свойства и параметрыЭВОЛЮЦИЯ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ РЕЗОНАТОРОВРезонатор может долгое время поддерживать периодические колебания, вызванные внешним импульсом. Резонатор обладает частотной избирательностью по отношению к внешнему гармоническому воздействию: амплитуда его колебаний максимальна на резонансной частоте и уменьшается по мере удаления от нее. Колебания в электромагнитных резонаторах представляют собой взаимное превращение электрического и магнитного полей. Резонаторы широко используются в радиотехнических устройствах, являясь неотъемлемой частью многих усилителей, большинства генераторов, приемников, частотных фильтров и измерителей частоты. Простейшим электромагнитным резонатором является (колебательный LC-контур. Легко установить, что задас электрической энергии создается в конденсаторе, а запас магнитной — в катушке индуктивности. Переход энергии от электрического поля к магнитному сопровождается пространственным перемещением энергии из конденсатора в индуктивность. Размеры контура должны быть малы по сравнению с длиной волны. Уже в метровом диапазоне волн контур перестает работать удовлетворительно: сказываются межвигковые емкости катушек, индуктивности вводов и пластин конденсатора. Увеличение частоты требует уменьшения размеров катушки и конденсатора, что влечет за собой снижение допустимой колебательной мощности. В диапазоне дециметровых и более коротких волн (частично и Постепенное превращение контура в объемный резонатор показано на рис. 11.1. Пусть контур (рис. 11.1а) рассчитан на весьма высокую частоту и имеет всего один виток. Включение параллельно ему еще нескольких витков (рис. 11.16) увеличивает частоту колебаний этой системы и уменьшает вредное излучение в пространство. Объединение всех витков в сплошную поверхность вращения (рис. 11.1 в) приводит к полностью экранированному тороидальному резонатору с еще более вышкой частотой колебаний; этот резонатор относится к классу квазистационарных. Кваэистационарные резонаторы имеют четко выраженные области существования электрического и магнитного полей, которые эквивалентны емкости и индуктивности; можно считать, что такой резойатор представляет собой полностью экранированный колебательный контур. Размеры квазистацнонарного резонатора малы по сравнению с длиной волны
Рис. 11.1 Раздвинув пластины (конденсатора, превратим границу резонатора в выпуклую поверхность, например, сферическую (рис. 11.1 г). Собственная частота три этом еще более увеличится и длина волны Существенные изменения произошли при освоении оптического диапазона, в котором длины волн СОБСТВЕННЫЕ И ВЫНУЖДЕННЫЕ КОЛЕБАНИЯСобственные колебания, как известно из теории колебательных контуров, возникают в резонаторе при внешнем импульсном воздействии, когда
где (Ос—собственная круговая частота колебаний, У объемного резонатора существует целый ряд собственных колебаний, каждому из которых соответствует определенная структура поля и определенные значения Вынужденные колебания обусловлены (внешними периодическими воздействиями, при этом энергия в систему поступает каждый период. Если частота этих колебаний совпадает с одной из резонансных частот ПАРАМЕТРЫ РЕЗОНАТОРА В РЕЖИМЕ ВЫНУЖДЕННЫХ КОЛЕБАНИЙРезонансная частота Добротность
Следовательно, собственная добротность резонатора выражается как
т. е. равна умноженному на Входное сопротивление при резонансе
Рис. 11.2 Таким образом, сопротивление Резонансная характеристика — зависимость от частоты комплексного входного сопротивления резонатора
при Последовательном резонансе
Частотная зависимость входного сопротивления или проводимости выражается нормированной комплексной функцией ослабления
Ее модуль
Аргументом всех этих характеристик является нормированная частота:
В отличие от LC-контуров, для резонаторов не существует сколь-либо простой аналитической зависимости для
Рис. 11.3 Поэтому Поэтому величина
Полоса пропускания резонатора. Добротность определяет остроту резонансной кривой по шкале абсолютных частот. Чем больше
|
1 |
Оглавление
|