1629382528-e201d89ff59dd31db5be21dffcf9458a (846429), страница 51
Текст из файла (страница 51)
17, з:ирли пюи и! и!я!виль~«!!в, Ычя, ргз. 11. 11. Фсзн,з«, Низ-ви «Советское рл!Ли лз рй'1'„ рд !'. А, Вл «и ! мв и Гк 11. Срг з я иск из, рлличизм«ргилы зы сверхвы«пкил чл! зюлл, !!чсл!«лззлзг, ВКЧ 14. Лж. К. з: з у г я !«р г, 119«из!!лиц«и ирам«итиля иолноводиой передачи, 1!.зз!-язл С!ли! гские р«лнол, 1955 15, 11ечзгиые схелзы г«итимстровогв диапазона, Сборник статей, ИЛ, 1956. РАЗВЕЛ ЧЕТВЕРТЫЙ ГЕНЕРИРОВАНИЕ И УСИЛЕНИЕ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ КОЛЕБАНИЙ О щив свайс вА Автакалввлтвльнь>х систзм 319 вием. Конечно, подобное, си з детализа ии льна упрощенное определение нужда т ц, что будет сделано з дальнейшем нала, 3 .еся важно падче кн ть о н м оженим. десь же р путь одно основное обстоятельство, определяю ее устойчивый режим автокалебаний; в системе о э,>ер,етичес.ий ба„н,, е.
'""""' "" '" ущес ""' лебателыюй системе З„, должна равпнгьсн эпе >нн, ос к алане, т. е. энергия, расходуемая на потери в ко- ГЛЛПЛ Пш<.'ЕМ1!ЛЛ1!ЛТЛП АВТОКОЛЕЬЛНИЯ И ЛВТОКОЛЕБЛТЕЛЬИЫЕ СИС!'1',й!Ы ф 18.1. Об>щие свойства автаколебительиых систем. Обратимся теперь к изучению «автоколебаний» и «автоколебательных» систем.
Термин «автокалебания», кзк уже отмечалось ранее, относится к колебательным процессам, возникающим и протекающим в отсутствии внешнего периодического воздействия. Частота, амплитуда и форма установившихся автаколебаний определяются только свойствами самой автокалебательной системы и не зависят От начальных условий. В качестве примера автоколебательной системы можно привести чась>, прелставлнннцне собой мсхзпнзм, прсобразуннпнй пос>онппую энергию зш>ручсппай пружины плн по>пш>ой >нрп н ьалебз>сльпун> энергию млнгчнка.
Н рг»узы»>с любо>о, ш>сшгошшо для пуска в ход >алчна з часах более злн мгнсс бью>ро ус>анавливаются колебания маятника, час>о>а и амплнгуда которых зависят только от внутренних свойств механизма. Обратившись к электромагнитным автоколебательным системам, представителями которых являются различные генераторы электромагнитных колебаний, можно обнаружить такие же особенности. Частота генерируемых колебаний определяется входящим в состав системы колебательным контрам. Поддержание же незатухающих колебаний какой-то «установившейся» независимой ат начальных условий амплитуды гребует, очевидно, полной компенсации потерь всех входшцнх в снеж му пепси. Фупкцшо возмещения потерь должна выполнять какая-та часгь а>мокалсбательной системы, которую можно наавать общим термином — «отрицательное сопротивление».
Понятие отрицательного сопротивлении, широко используемое при описании и изучении процессов автг>колебаний, можно предварительно пояснить следующим образам. Любой проводник, обладающий омическим сопротивлением, поглощает энергию, — мы считаем его сокротивление положительным. Если же какой-та проводник„ или системз проводников, ведет себя так, чта она оказывается способной отдавать энергию, мы назовем эту систему отрицательным сапротнпле- .> (! 8.1) 'Если же Отрицательное сопротивление да ставляет энергии меньше, Чем требуется на полное покрытие потерь, т.
е. З+. >З (! 8.!') то колебания з н с стеме становятся затухающими. Если же н мес>о абра>пас соотношение, т. е. » . сли же имеет (18.! ") то избыток эпсрыш, пплучл>эн>й о> оцлпш>гльпшо гонрпгпнлсннн, идет на увеличение амплитуды ы>лгб>ппш. с»>глыюн сне>емз алжп аким образом, вснкан знпжол г, ;«",',чать в себя совокупност . и т ть элемеп>он с положи>ельпым и т э>о> предшзвлсния и приведенных ' и а энергетическом балансе можно сразу же сделать весьма существенное заключение о том, что всякая звтокалебатель- !> >!> Л>« Рис.
18,1. ",; иая система является нели> > ейной. Действительно, пусть автокалеба',;,„'тельная система составлена из нека> г ! Х.С«т >араго колебательного контура и элемента с от и атель р ц ным сопротивлением >с, введенно о этот контур рнс. 18.1 . Тзк ка г . Тзк как АС»>'-контур представляет собой „' линейную систему, то потребляемая им эне гия пальма квадрату Е амплитуды тока в нем (рис.
18.2, прямая линия). слн бы а ицательно е сопротивление /Г имело также л н й . зя им контуру энергия З изменялась тоже нально квадрату амплитуды, та можно было 6>и полу ппь днп нз следующих трех случаев: 82а лвтоколввания и автоколввлтельные системы )гл. 18 й 18.2] ОтРвцательное сОИРОтиВление а) ири ---:=. = †'-„--, — любая аошлитуда колебаний будет обес- $)Э. $)Э.> о>(Ао) $) !Ао) иечеиа энергетическим балансом, т. е.
амплитуда должна зависеть ог иачзльиых условий; б) при - †' о-'"> ††, амплитуда колебаний должна бескоисчио НЭ. ИЗ, $)(АЕ) Л(А!) возрастат!и так как сообщаемая контуру энергия все время остается болыней, чем энергия иотерь, и, наконец, лЗ лЭ+ в) при "-';- с. -- ! — колебания вообще возникнуть ие мо!ут, 8> 1:!>) так как при л!Обои амплитуде эисргия, дос>аилясмая отрицательным соиро>ивл>иисм, исдис!а!о иы лля ко>и!Си>ю>ии ио!срь.
Все э>!и слу ши, как ни ию, ис удив.и !нирн!и! сн>и!! !Иам зим>- ьолеб ! !Ильиий сн> !смы. Ели!и ! Исиии ираиильиис зоклю и пие о>- ся>да — колсбзиия с усгаиовиииц:йся амили!удой коисчиой величивя иозмо!кин толы<о в нелинейной сисзсмс. Пействительио, если зави- симость отдаваемой отрицательным сопротивлением энергии от ква- драта амплитуды Э = — 1"(Ао) изображается некоторой кривой Э $)З (рис. 18.2), иаклои которой ',,- в начале координат больше на- клона прямой Эи характеризующей энергию потерь контура, то сис.гсв>а должна «сао!Овозбудиться», т. е.
колебания в ией должны возника>!и начиная с ампшпуд флуктуациоиного происхождения, ирак!ичссьи с амплитуд, равных иу>ии, без каких-либо нпешиих воздсйс!Иий. Можно сказа!!ч ч!и и !окой сис!счс иил>!л!синс, Соог- ЯС!С Н>Ующее иулш!Ой ачили !) $!$, исус !ийчнии и килсбательиоч смыслс.
Успи>оииыидяся а!иши>уда килсбаиий А! Оиредгляется точкой исРсссчсиии «Ритах Э, и Э . НстРУдио видет!ч что эта амплитуда являе>ся устойчивои, так как при случайном уменьшеиии амилитуды возникает неравенство Э >Э>и т. е. преобладает поступ- леиие энергии из отрицательного сопротивлеиия иад потерями, а при увеличении амплитуды Э с"Э! Иреобладакн потери. В обоих случаях это обусловливает автоматическое возвращение системы к колебаниям с амплитудой Аи Значит, при соотношениях, описы- ваемых кривыми рис.
!8.2, единственным иеустойчивыл> состоянием систелц,! является состояние с амплитудой, равной нулю. Описанный здесь качсс!Исиио ироцссс сачонозбуждеияя автоколебаций, иачи- на!Ошихсн без каких-либо внешних воздействий на систему, носит название ж мемиго с>>.човозг>!»и деи>$>$. В силу тех или нных физических свойств системы ход кривой Э. может имшь и иной характер — подобный, нацример, цредставлеи- иому иа рис.
!8.!5. 1(рива>! энергии Э, доставляемой отрицательным соиротивлснисч, имссг вблизи начала координат меиьший иаклои, чеч кривая (или прямая) энергии потерь Эи В силу этого сзмо- возбуждецие системы при амплитудах, меньших А, (первая точка пересечения кривых энергий)„ невозможно. Если же случайный или цредиамерециый внешний толчок вызовет в системе колебания 'с амплитудой, несколько большей, чем А,, система придет з колебательиое состояние, причем иа основании тех же, что и в цредыдущем примере, сообрзжеииИ оиа должна с!ремиться к устаиовившемуся режиму с амплитудой А, -- устойчивоИ амплитудой, соот- 3 3. иетствующей второИ точке пересечения линий Э и Э>. Такой тии > ли>околсбательиой системы, которая 1 1 ! р! Оу го искоторогО висцШЕ> О талчка яля щ!Иг>уждеиия автоколебаиий, ио$"яг иазиаиие системы с жестмилг 'ф;" я!И>$>Р.> ° «ением. Примером автоколе,>шв с!к!смы с жсстким иозлг $ ии 1 ч $ ! с>!Тя.п!ь ч>ны, ко- $ ! АФ о>1,'!.1 1 !!'!'$>>'1 1 и)ии>и41>и !'Иг.
1х.з ИИ И>ОИ>4 О 1! И! >1 4 ИХ и и! >и>!о! иии ы)и>ши ыч;!и ! >ы 1 !! ии!о» чная г мая!яиком. !>и яии !ь и >Л1'и>иио ьииьчиия ! $!иииииии:и! ! амплитуды >ИИ>И>и'$, и и1ч>>ииИ>ц, И1и'л!">о1!Си И$И!ЧИ >Ш Р>И'. 18.2 и 18.8 ИШ!И 1:>яч! ! ! ио:,1!Ия>И>Ч н'И и 1'.и ич $!О>1>$!!и!ч, ислииеииость >и! ииИ! >,ИЧ>ЦИЫм и)иыи;ш>м> >и>>Г)и>й Оя!Оя>шсба>слы>мй СИСтемЫ гли!и. !1>ибоиоичи ламггиыч ч!и иелиисйиость может имеТь ш> ишьки и элсмсиге с и!1>ицагслыиоч соиротивлеиием, как ыл>! и >олько ч!о рассмотрсциом примере, ио и в других яиии!илсба!Сльиой системы, !То иа рис.
18.2 и 18,3 нашло бы '»рл кгиис в замене прямых Э, некоторыми кривыми. Все же ьи>:,и высказанные здесь соображения о поведении системы 114, и 1В>Ц: )й>Во.()трио(лтелы!Ое сопротивление. Бисдсииое выше понятие а>>)й!>!!>$>о> соиротивлеиия требует более де!альиого изучения , оо)!)>>йо!я!>ии определения его своиств, так и физических воз- ))и1Т оя>1 >>суи!ествле!>ия. Уже указывалось, что понятие отри- '~Ф)>>о .т4И)и!>вплеция возникает из рассмотрения эиергетиче''м!'йлй>ть!1!. яигоколебателыюй системы. Следует иметь в виду. ~8;::"от~;,!1)цц>1 ч>!Иргетичсско!о баланса любого радиоустройства 4о!твй>! роооич>огь соотиошеция постоянного тока и соотиошея!Лчси>!и>и>! Ижя.
Мощность постоянного тока, выделяемая $8>д>в!Р>ц ячрязвгся известными соотношениями ) о =)')~ =- 1'о~ = — )о~'о !>Ия!1 и>1>-'ивмого тока Р =-.1!$$Ж, 1 !', д (18.2) 1! И И !. ! и, 1$ М. Гсроиови 1! !8.2( 322 автоколзиаиия и автоколвватзльиыв систвмы (гл. 18 отяицатвлы!Ое сопеотивлвнив где !' и и - - мгновенные зиачения тока и напршкеяия, а Т вЂ” период колебаний. В то время, как любая часть радиоустройства цо отношению к постоянному току является лишь потребителем, по отношению к переменным составляющим это не всегда имеет место.
В самом деле, вспомним из теории переменных токов следующие цредельиые случаи: а) Цепь с чисто активным соиротивлением -- в этом случае ток и иаяряжение изменяются сиифазно (сдвиг фаз между ними гу =»О) и формула (18.2) дает некоторое положительное значение для мо>циости Р .
Цепь в данном случае является цочребитслем перемеипоя мощности. б) 1[спь имсс> чис>о рсзк>инпый харак«р; >о>ла, блшоларя сдшп у фаз:;..:=:,, мс:клу >оком и п,ийн>к> ш>см, вычнслсиис мощности ио формуле (!8,2) дзс> Р .=.= О. Цепь пс но>реблясг переменкой мощное ги. Этими двуми слу'чаями и иромелгуточиыми ~0(~>у (( 2 ! дело, однако, не исчерпывается, и в различных схемах может возница!в сдвиг фаз между током 1 и иацряжеиием и, превышающий-"- и доходящий до к. При этом, очевидно, иигсграл, входшций в выра>кение (18.2), станет отр>ща>сльным. Физически это озиачае:, чго ироводиик, в ко>ором в силу >ех или нных условия созда>>сн огрицз- тЕЛЬПЗЯ МОЩИОС Г>ч ДОЛж«1 ЯЯ Ш ГЬСН УжС ПС НО>!Н ГШ>1>ЮМ, З 1!С>О ПШКОМ знер>ин пер>мсшнио >ока и кзк >зьо>ия! мо>с> коми«кирова>ь и>>гори при«>елиилшоц к иску >олсба>сльной системы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
