В ленте попалась статья "Необычные схемы с обычными конденсаторами", которую прочел с интересом, как и прочие статьи данного автора. Речь шла о возможности изменения емкости конденсатора посредством включения последовательно с ним сопротивления.
Ссылка шла на журнал "Радио"; скорей всего, тот номер мне не попадался, давно уже за пределами непосредственных интересов, увы, хотя на полке стоят все необходимые справочники, а компьютер всегда в помощь, и как калькулятор и как источник информации.
На статью поступило (на сегодня) 2 комментария, где высказываются сомнения в возможности практического использования совета на практике. Засомневался и я, и решил просчитать все варианты. Схема с последовательным соединением емкости и сопротивления приводится к схеме с параллельным соединением емкости и сопротивления, притом значения емкости и сопротивления в параллельной схеме будут иными. Изменение емкости и приведет к изменению частоты колебательного контура.
Просчитать это можно, прикинув импеданс левой схемы по рисунку выше, и приравняв его импедансу правой схемы. Из равенства импедансов, вычисляются значения "новых" сопротивления и емкости. Сопротивление по-прежнему будет снижать добротность конденсатора (а тем самым, и колебательного контура, в который он включен), а новая емкость и покажет, насколько эффективна схема превращения постоянного конденсатора в переменный посредством переменного сопротивления.
Ниже значения емкости конденсатора и шунтирующего его сопротивления в параллельной схеме. Сопротивление резонансной частоты контура, в который включен конденсатор, не изменит (поскольку включено параллельно контуру), а вот изменившаяся емкость изменит безусловно. Вопрос, насколько.
Новая емкость C2 всегда меньше старой С1, как следует из формулы, знаменатель всегда больше 1. При этом чем больше последовательно включенное сопротивление, тем меньше емкость.
Другим обстоятельством является то, что изменение емкости зависит от частоты, что весьма досадно. С ростом частоты емкость также уменьшается.
Прикинем, насколько можно изменять емкость. Чтобы изменить емкость всего на 1%, значение в знаменателе левой формулы по рисунку выше должно быть 1,01. Поскольку реактивное сопротивление емкости равно Xc = 1/2*пи*F*C, из левой формулы следует, что 0,01 должно равняться отношение (R1/Xc)^2, или R1/Xc = 0,1. При этом добротность конденсатора окажется равной Qc = Xc/R1, т.е. равной 10. Такой же окажется добротность контура, при условии катушки без потерь, или с потерями, значительно меньшими потерь в конденсаторе.
Перспективы грустные, притом по ходу изменения частоты добротность контура будет меняться от добротности конденсатора (10) до добротности катушки (при нулевом резисторе), т.е. возможно и 50-100.
Но есть хороший способ менять резистором частоту контура, при неизменной добротности, схема ниже. Неизменность добротности гарантируется тем, что неизменно сопротивление потерь - полное сопротивление переменного резистора. А подстройка частоты облегчается тем, что одновременно, притом в одну сторону, изменяются и емкость, и индуктивность, при этом если сопротивление при конденсаторе уменьшается, при индуктивности увеличивается, и наоборот. Средняя частота настройки при среднем положении движка потенциометра.
Основано это на том, что резистором можно изменять и индуктивность катушки, схемы и формулы ниже.
Добротность катушки Q = XL/R1, соотношения между допустимой добротностью и получаемым изменением индуктивности или частоты те-же, что и для конденсатора.
Но вот схема ниже (слева):
Частота изменяется потенциометром R1, одна часть сопротивления потенциометра Rc включена последовательно с емкостью, другая RL последовательно с индуктивностью. Справа на рисунке формула резонансной частоты контура, где X - характеристическое сопротивление контура, равное √(L/C).
Чтобы добротность была порядка 10, характеристическое сопротивление контура должно превышать полное сопротивление потерь R1 в 10 раз. Выражение под корнем изменяется, при перемещении движка потенциометра, от максимального значения (100-1)/100 до 100/(100-1), что дает, после извлечения корня, изменение частоты ±0,5% в каждую сторону.
Никакого выигрыша в сравнении со схемой с изменением емкости конденсатора, но одно несомненное преимущество - не изменяется добротность контура, а тем самым и уровень связанного с ним сигнала.
Вот такое напросилось рассмотрение вопроса, который вряд ли попадает в учебники, и рассматривается как курьез. Хотя как знать - при добротности контура 10 вполне можно создать генератор частоты, и изменять его частоту на пол-процента в каждую сторону потенциометром, долой вариометры и КПЕ.
