chapter2選頻網(wǎng)絡(luò)通信電子線路(編輯修改稿)
2025-01-19 01:58 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 感耦合串聯(lián)回路為例來分析耦合回路的 阻抗特性。在初級回路接入一個角頻率為 ?的正弦電壓 V1， 初、次級回路中的電流分別以 i1和 i2表示，并標(biāo)明了各電流 和電壓的正方向以及線圈的同名端關(guān)系。初、次級回路電壓方程可寫為式中 Z11為初級回路的自阻抗，即 Z11=R11+jX11, Z22為次級回路的自阻抗，即 Z22=R22+jX22。解上列方程組可分別求出初級和次級回路電流的表示式：稱為次級回路對初級回路的反射阻抗上兩式中，稱為初級回路對次級回路的反射阻抗而 為次級開路時，初級電流 在次級線圈 L2中所感應(yīng)的電動勢，用電壓表示為必須指出，在初級和次級回路中，并不存在實體的反射阻抗。所謂反射阻抗，只不過是用來說明一個回路對另一個相互耦合回路的影響。例如， Zf1表示次級電流通過線圈 L2時，在初級線圈 L1中所引起的互感電壓對初級電流的影響，且此電壓用一個在其上通過電流的阻抗來代替，這就是反射阻抗的物理意義。將自阻抗 Z22和 Z11各分解為電阻分量和電抗分量，分別代入上式，得到初級和次級反射阻抗表示式為考慮到反射阻抗對初、次級回路的影響，最后可以寫出初、次級等效電路的總阻抗的表示式： 以上分析盡管是以互感耦合路為例，但所得結(jié)論具有普遍意義。它對純電抗耦合系統(tǒng)都是適用的，只要將相應(yīng)于各電阻的自阻抗和耦合阻抗代入以上各式，即可得到該電路的阻抗特性。由上兩式可見，反射阻抗由反射電阻 Rf與反射電抗 Xf所組成。由以上反射電阻和反射電抗的表示式可得出如下幾點結(jié)論： 1）反射電阻永遠(yuǎn)是正值。這是因為，無論是初級回路反射到次級回路，還是從次級回路反射到初級回路，反射電阻總是代表一定能量的損耗。 2）反射電抗的性質(zhì)與原回路總電抗的性質(zhì)總是相反的。以 Xf1為例，當(dāng) X22呈感性 (X220)時，則 Xf1呈容性 (Xf10)；反之，當(dāng) X22呈容性 (X220)時，則 xf1呈感性 (Xf10)。 3）反射電阻和反射電抗的值與耦合阻抗的平方值 成正比。當(dāng)互感量 M=0時，反射阻抗也等于零。這就是單回路的情況。4）當(dāng)初、次級回路同時調(diào)諧到與激勵頻率諧振（即X11=X22=0）時，反射阻抗為純阻。其作用相當(dāng)于在初級回路中增加一電阻分量 ，且反射電阻與原回路電阻成反比。 考慮了反射阻抗后的耦合回路如下圖。 對于耦合諧振回路，凡是達(dá)到了初級等效電路的電抗為零，或次級等效電路的電抗為零或初級回路的電抗同時為零，都稱為回路達(dá)到了諧振。調(diào)諧的方法可以是調(diào)節(jié)初級回路的電抗，調(diào)節(jié)次級回路的電抗及兩回路間的耦合量。由于互感耦合使初、次級回路的參數(shù)互相影響（表現(xiàn)為反映阻抗）。所以耦合諧振回路的諧振現(xiàn)象比單諧振回路的諧振現(xiàn)象要復(fù)雜一些。根據(jù)調(diào)諧參數(shù)不同，可分為部分諧振、復(fù)諧振、全諧振三種情況。 3. 耦合回路的調(diào)諧（ 1）部分諧振： 如果固定次級回路參數(shù)及耦合量不變，調(diào)節(jié)初級回路的電抗使初級回路達(dá)到 x11 + xf1 = 0。即回路本身的電抗 = –反射電抗，我們稱初級回路達(dá)到部分諧振，這時初級回路的電抗與反射電抗互相抵消，初級回路的電流達(dá)到最大值 初級回路在部分諧振時所達(dá)到的電流最大值，僅是在所規(guī)定的調(diào)諧條件下達(dá)到的，即規(guī)定次級回路參數(shù)及耦合量不變的條件下所達(dá)到的電流最大值，并非回路可能達(dá)到的最大電流。 若初級回路參數(shù)及耦合量固定不變，調(diào)節(jié)次級回路電抗使 x22 + xf2 = 0，則次級回路達(dá)到部分諧振，次級回路電流達(dá)最大值 次級電流的最大值并不等于初級回路部分諧振時次級電流的最大值。 耦合量改變或次級回路電抗值改變，則初級回路的反映電阻也將改變，從而得到不同的初級電流最大值。此時，次級回路電流振幅為 也達(dá)到最大值，這是相對初級回路不是諧振而言，但并不是回路可能達(dá)到的最大電流。 2）復(fù)諧振： 在部分諧振的條件下，再改變互感量，使反射電阻 Rf1等于回路本身電阻 R11，即滿足最大功率傳輸條件，使次級回路電流I2達(dá)到可能達(dá)到的最大值，稱之為復(fù)諧振，這時初級電路不僅發(fā)生了諧振而且達(dá)到了匹配。反射電阻 Rf1將獲得可能得到的最大功率，亦即次級回路將獲得可能得到的最大功率，所以次級電流也達(dá)到可能達(dá)到的最大值?？梢酝茖?dǎo) 注意，在復(fù)諧振時初級等效回路及次級等效回路都對信號源頻率諧振，但單就初級回路或次級回路來說，并不對信號源頻率諧振。這時兩個回路或者都處于感性失諧，或者都處于容性失諧。 （ 3） 全諧振： 調(diào)節(jié)初級回路的電抗及次級回路的電抗，使兩個回路都單獨的達(dá)到與信號源頻率諧振，即 x11 = 0， x22 = 0，這時稱耦合回路達(dá)到全諧振。在全諧振條件下，兩個回路的阻抗均呈電阻性。 z11 = R11， z22 = R22，但 R11 ? Rf1， Rf2 ? R22。 如果改變 M， 使 R11 = Rf1， R22 = Rf2，滿足匹配條件，則稱為最佳全諧振。此時， 次級電流達(dá)到可能達(dá)到的最大值 可見，最佳全諧振時次級回路電流值與復(fù)諧振時相同。由于最佳全諧振既滿足初級匹配條件，同時也滿足次級匹配條件，所以最佳全諧振是復(fù)諧振的一個特例。 由最佳全諧振條件可得最佳全揩振時的互感為： 最佳全諧振時初、次級間的耦合稱為臨介耦合，與此相應(yīng)的耦合系數(shù)稱為臨介耦合系數(shù)，以 kc表示。 Q1 = Q2 = Q 時 我們把耦合諧振回路兩回路的耦合系數(shù)與臨界耦合系數(shù)之比稱為耦合因數(shù)， ? 是表示耦合諧振回路耦合相對強弱的一個重要參量。 ? 1稱為弱耦合； ? = 1為臨界耦合； ? 1稱為強耦合。 *各種耦合電路都可定義 k，但是只能對雙諧振回路才可 定義 ?。4. 耦合回路的頻率特性： 當(dāng)初，次級回路 ?01 = ?02 = ?0， Q1 = Q2 = Q時， 廣義失調(diào) ，可以證明次級回路電流比 為廣義失諧， ?為耦合因數(shù)， ?表示耦合回路的頻率特性。當(dāng)回路諧振頻率 ? = ?0時， ?1稱為強耦合，諧振曲線出現(xiàn)雙峰，谷值 ? 1,在
規(guī)章制度相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號-1