Автоколебания

Автоколеба́ния незатухающие колебания в диссипативной динамической системе с нелинейной обратной связью, поддерживающиеся за счёт энергии постоянного, то есть непериодического внешнего воздействия. Автоколебания отличаются от вынужденных колебаний тем, что последние вызваны периодическим внешним воздействием и происходят с частотой этого воздействия, в то время как возникновение автоколебаний и их частота определяются внутренними свойствами самой автоколебательной системы. Термин автоколебания в русскоязычную терминологию введён А. А. Андроновым в 1928 году.А. А. Андроновым 1928 году

Примерами автоколебаний могут служить: незатухающие колебания маятника часов за счёт постоянного действия тяжести заводной гири;часов колебания скрипичной струны под воздействием равномерно движущегося смычка; возникновение переменного тока в цепях мультивибратора и в других электронных генераторах при постоянном напряжении питания;мультивибратора электронных генераторах колебание воздушного столба в трубе юрга́на, при равномерной подаче воздуха в неё;юрга́на вращательные колебания латунной часовой шестерёнки со стальной осью, подвешенной к магниту и закрученной (опыт Гамазкова)Гамазкова

Условия возбуждения автоколебаний Условия возбуждения автоколебаний а) энергия от источника должна поступать в такт с колебаниями в контуре; б) поступающая от источника энергия должна быть равна ее потерям в контуре.

Часы как автоколебательная система.

Генератор высокочастотных электромагнитных колебаний

Аналогия между механическими и электромагнитными автоколебаниями Элементы авто колебательной системы Механическая автоколебательная система (маятниковые часы) Электромагни тная автоколебательная система (генератор на транзисторе) 1 источник энергии поднятый груз батарея гальванических элементов 2 клапананкертранзистор 3 колебательная система маятник колебательный контур 4Обратная связь через ходовое колесо индуктивная – через катушки

Как создать незатухающие колебания в контуре: 1. Если конденсатор колебательного контура зарядить, то в контуре возникнут затухающие колебания. 2. Чтобы колебания не затухали, нужно компенсировать потери энергии на каждый период колебаний. 3. Пополнять энергию можно, подзаряжая конденсатор. 4. Для этого надо периодически подключать контур к источнику постоянного напряжения. 5. Конденсатор должен подключаться к источнику только в те интервалы времени, когда присоединённая к «+» полюсу источника пластина заряжена «+», а присоединенная к «-» полюсу – «-». 6. В контуре незатухающие колебания установятся лишь при условии, что источник будет подключаться к контуру в те интервалы времени, когда возможна передача энергии. 7. Для этого необходимо обеспечить автоматическую работу ключа или транзистора.

Как создать незатухающие колебания в контуре: Как создать незатухающие колебания в контуре:

Схема транзистора

Работа генератора на транзисторе 1. Чтобы в цепи возникал ток и подзаряжал конденсатор контура в ходе колебаний, нужно сообщать базе «-» относительно эмиттера потенциал, причем в те интервалы времени, когда верхняя пластина конденсатора заряжена «+», а нижняя – «-». Это соответствует замкнутому ключу. 2. Для компенсации потерь энергии колебаний в контуре напряжение на эмиттерном переходе должно периодически менять знак в строгом соответствии с колебаниями напряжения в контуре. 3. Необходима обратная связь.

Работа генератора на транзисторе Работа генератора на транзисторе

Генератор высокочастотных электромагнитных колебаний Источник энергии Устройство, регулирующее поступление энергии Колебательная система Обратная связь

Характеристики автоколебаний Частота автоколебаний равна собственной частоте колебательного контура Амплитуда силы тока колебаний зависит от напряжения источника