Измерение резонанса колебательного контура анализатором спектра с трекинг генератором

ВиНи: Это самый простой вариант. Надо его промоделировать

Сделал. Результат ожидаем - грустный, некрасивый одинокий пик

ВиНи: на симуляторе с помощью дополнительного трансформатора между L1 и L3.

Выбран трансформатор со слабой связью (0,5%). Схема и результат ниже:

Получилось точно так, как и без трансформатора. Но ВиНи! У вас светлая голова!!! У трансформатора-то можно перепаять выводы вторичной обмотки!

Вот оно, Гагарин и Tadas в чистом виде! Безо всяких индуктивностей больших номиналов, инверторов и прочих шаманств! 

И посмотрите, какая красивая схема. Это просто Венера Милосская! Раздвинула руки-ноги, нагнула голову и смотрит на контурный конденсатор С3

Не тронь Венеру, она моя!!!

Дмитрий_плюс: Сделал. Результат ожидаем - грустный, некрасивый одинокий пик

Чудак! На эту грусть из учебников и рассчитывал Гагарин, проводя свой первый эксперимент. А получил Венеру. Но она моя.

Дмитрий_плюс: Вот оно, Гагарин и Tadas в чистом виде! Безо всяких индуктивностей больших номиналов, инверторов и прочих шаманств! 

Вот, что значит знать и использовать физику явлений, а не следовать тупым симуляторам. Но это ещё не оконченный результат. Надо сделать семейство графиков при стремлении коэффициента трансформации к нулю. Вот тогда появится наглядность и знания в мозгах.

Д+, продолжите, пожалуйста, исследования! Надеюсь, мою просьбу поддержит вся заинтересованная компания .

Поворот контурной катушки приводит изменению направления поля контура на приемнике на противоположное. Но того же можно достичь без поворота контура, изменив взаимное направление полей передатчика и приемника. При этом поле передатчика будет как бы приходить из-за катушки приемника.

Поэтому я изменил схему, ввел элемент К1, частично связывающий поля катушек передатчика и приемника. Теперь поворот контура моделируется переворотом катушки L7.

ВиНи: Надо сделать семейство графиков

Для соосного расположения контура:

То же для Гагаринского положения контура (L7 перевернута):

Изменение коэф. связи от 0.001 до 0.01 с шагом 0.002. Чем меньше связь тем дальше от пика получается провал.

Спасибо большое. До конца осмыслить пока не получается.

Не понятна физика антипика (провала).

Почему так сильно изменяется его частота при изменении связи катушек?

Почему не падает амплитуда провала с уменьшением связи? Казалось бы, связь уменьшается и сам эффект должен стремиться к нулю.

Куда переместится провал при уменьшении связи в 100, 1000 раз?

И ещё задачка. Если ввести второй колебательный контур последовательно с рассмотренным (на эквивалентной схеме это очень легко сделать), появится ли второй провал в дополнение к имеющемуся?

ВиНи: До конца осмыслить пока не получается

Может быть вам немного помогут мои рассуждения в этой ветке от 5 дек.15:34.

Коротко - Пик, он при резонансе, тут все ясно. Потому и частота его постоянна. На частотах вне пика, в зависимости от ориентации и расположения контура, поле от контура на приемнике или складывается или вычитается из поля, напрямую идущего от передатчика.  При уходе частоты от резонанса уменьшается поле контура и, рано или поздно, сравнивается по амплитуде с полем передатчика. Суммарное поле (в случае вычитания) становится равным нулю, возникает провал, не ограниченный (в дБ) по глубине. Если частота изменяется дальше, равенство полей пропадает и наблюдается рост сигнала. А слева провал или справа - зависит от взаимных направлений полей передатчика и контура. Чем прямое поле от передатчика слабее, тем сильнее надо ослабить поле контура и тем дальше от резонанса будет наблюдаться равенство полей, тем дальше будет частота провала. Поскольку контур крутит фазу на 180 гр., то или справа, или слева обязательно будет антифазировка (причем точной антифазировки не нужно, неточность просто изменит амплитуду и антипик чуть сместится по частоте). Никакой мистики. 

Изначально я стенд делал примерно по картинке Гагарина. Катугки связи были по 5 витков. 
Переделал, катушки по 1 витку, контур, естественно, то же. Коэффициент связи через пустое пространство уменьшился на 16 дБ.
Вот контур соосно катушкам связи.

Провал уехал на добрый десяток МГц вправо и из за меншего уровня сигнала начал тонуть в шумах прибора (ну не R&S у меня ). Что самое важное - ФЧХ встала туда где ей и положено быть. На несоответствие (картинка 2 от 6 декабря) почему-то никто из уважаемых гуру не обратил внимания.

При ортогональном положении контура смещение провала влево есть, но не столь значительное (ср. с картинкой 3 от 6 декабря). 

Tadas: Tadas6 декабря, 12:14 Сделал одну ошибку - при ортогональном расположении катушек, катушку контура распологал так, чтобы ось катушек связи проходила через середину катушки контура. Отсюда и получалась полная компенсация. Для появления "эффекта Гагарина" надо катушку контура расположить так, чтобы её торец был в стороне от оси катушек связи.

Вот новая серия, голубой луч - модуль S21 в логарифмическом масштабе, фиолетовый луч - фаза S21: 1. Контур убран. Ослабление около 50 дБ

2. Контур соосно с катушками связи

3. Контур ортогонально оси катушек связи

4. Контур расположен за приёмной катушкой, соосно ей   Tadas6 декабря, 13:31 (6 декабря, 13:39)

И под конец - характеристики в более широкой полосе обзора. Типичная х-ка паралельно-последовательного контура. Межрезонансный интервал 4.6 МГц. Ну и практические выводы. Для определения добротности контура его надо ставить соосно (картинка 2). Для данного контура добротность 140. Для получения более точных результатов надо уменьшать коэффициент связи, чтобы уменьшить вносимое прибором в контур сопротивление. Какую практическую пользу можно получить от ортогонального измерения - не знаю. Может кто придумает.

Тадас проделал лабораторную работу и сделал правильный вывод ещё 6 декабря, но для надёжности вчера его подтвердил. Я согласен с объяснениями Дмитрия наблюдаемых АЧХ. Других подходящих объяснений я не нашёл.

Таким образом, можно сделать вывод, что Антипик является паразитным явлением, обусловленным прямым просачиванием передающего сигнала в приёмную измерительную катушку. Как этого избежать, было сказано в обсуждениях темы:

• измерительный сигнал снимать непосредственно с исследуемого контура, предприняв меры для ослабления влияния измерителя на колебательный контур,
• при использовании дополнительной измерительной катушки располагать её максимально удалённо от излучающей и соосно колебательному контуру.

Ура, товарищи! Я ничего не забыл?