El generador de funciones cambia la amplitud de salida cuando está conectado al circuito de acoplamiento inductivo resonante

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Tengo el siguiente circuito en una placa de pruebas conectada a un generador de funciones RiGOL DG1022 como fuente de voltaje de entrada (V1). (Se supone que R1 modela la resistencia del generador de funciones y no es parte del circuito en sí).

Elgeneradordefuncionesestáconfiguradoparaemitirunaondasinusoidalde1MHzyunaamplitudde5Vpp.Comopuedeverseenlaimagen,estáconfiguradoparaelmododealtaimpedancia.

Los dos inductores acoplados inductores se realizan utilizando dos botellas de soda con 20 bobinas de cable de cobre cada una. Cuando reúno las botellas de soda y mido el voltaje de V1 con el osciloscopio RIGOL DS2072, obtengo la siguiente medida: .ElVppquesemuestraenelosciloscopioes4.36(locualeslegítimo,yaqueelgeneradordefuncionesestáintentandogenerarVppde5voltios).

Cuandoincrementoladistanciaentrelasbotellasdesoda,elvoltajemedidoATRAVÉSDELGENERADORDEFUNCIÓNcaea2.72Vpp.Comoenlasiguienteimagen:

Me gustaría saber cómo es que la función del generador de voltaje cae cuando aumente la distancia. Sé que cambiar la distancia cambia la impedancia de las bobinas, pero ¿cómo afecta la tensión del generador de ondas? ¿Se debe a la impedancia de salida del generador de funciones (aunque esté configurado en el modo Z alto)? Intenté cambiar la impedancia de salida del generador de funciones, pero seguía mostrando el mismo efecto.

    
pregunta Ben B

1 respuesta

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A una gran distancia, la carga en el generador de señal es solo un circuito sintonizado en serie (L1 y C1) que tiene una impedancia neta que es únicamente R1. Digo esto porque asumo que lo tiene sintonizado para maximizar los efectos de resonancia.

El generador de señales nunca podrá mantener p-p completo en una carga de 10 ohmios, pero ¿por qué aumenta cuando se juntan las dos bobinas ...

En términos simples, cuando las dos bobinas se juntan, L1 comienza a "adoptar" la impedancia del circuito sintonizado secundario hecho de L2 y C2 y, debido a que este es un circuito sintonizado en paralelo, "L1" comienza a aumentar Impedancia cuando los dos se juntan. Así, la tensión de salida de la generación sig aumenta. Esa es la versión simplista pero bastante numéricamente precisa si L1 y L2 tienen un valor similar.

Si observa un poco más a fondo, debe reconocer que el voltaje inducido en L2 hace que L2 y C2 (si se sintonizan correctamente) actúen como un circuito resonante en serie, esto se debe a que las volages inducidas están en serie con la bobina L2 y no a través los terminales, entonces, L2 y C2 comienzan a resonar en serie y la tensión en L2 (así como C2) aumenta a medida que se reduce la distancia.

Y, debido a que L1 y L2 están acoplados como un transformador (ignorando el flujo de fuga no insustancial), el voltaje a través de L2 tiende a forzarse a sí mismo a través de L1 y desafía el circuito sintonizado primario. A medida que el circuito sintonizado de la serie primaria se desintoniza, la impedancia se presenta a los aumentos de sig gen y aumenta el voltaje en los terminales del sig gen.

Para un circuito tan simple, hay algunas sutilezas significativas.

    
respondido por el Andy aka

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