Language
Country/Area
No result found
Секрет релаксационного осциллятора: почему он создает уникальную форму волны?
В электронике релаксационный генератор — это нелинейная электронная генераторная схема, которая вырабатывает несинусоидальный повторяющийся выходной сигнал, например, треугольную или прямоугольную волну. Схема, состоящая из петли обратной связи с коммутационным устройством, таким как транзистор, компаратор, реле, операционный усилитель или устройство с отрицательным сопротивлением (например, туннельный диод), которое непрерывно заряжает конденсатор или катушку индуктивности через резистор. До определенного порога будет достигнуто, то произойдет разряд. Период генератора зависит в первую очередь от постоянной времени конденсаторной или индуктивной цепи.
«Релаксационный генератор — это мощный инструмент для создания дискретных, повторяющихся волновых форм. Его особенностью является то, что для создания сигнала он использует быстрый процесс зарядки и разрядки».
По сравнению с другими типами электронных генераторов, такими как гармонические или линейные генераторы, релаксационные генераторы работают по совершенно иному принципу. Хотя релаксационные генераторы подходят для низкочастотных диапазонов, их применение весьма обширно, включая мигающие огни (например, сигналы поворота) и электронные зуммеры, генераторы, управляемые напряжением (ГУН), инверторы, импульсные источники питания, аналого-цифровые преобразователи с двойным наклоном. Преобразователи и функциональные генераторы и т.д. Что еще более примечательно, термин «релаксационный генератор» не ограничивается электронной инженерией, а широко используется во многих научных областях для описания динамических систем, способных создавать нелинейные колебания.
Релаксационные колебания обычно состоят из двух процессов, чередующихся в разных временных масштабах: длительного периода релаксации, в течение которого система стремится к точке равновесия, и короткого периода импульса, в течение которого происходят изменения точки равновесия. Надеюсь, вы задавались вопросом, почему эти системы так широко распространены в природе.
История электронного релаксационного генератора
Одной из первых схем релаксационного генератора был нестабильный мультигенератор, изобретенный Генри Абрахамом и Юджином Блохом во время Первой мировой войны с использованием электронных ламп. В 1920 году Бальтазар ван дер Поль впервые отличил релаксационные колебания от гармонических колебаний, а затем создал концепцию релаксационного осциллятора и разработал знаменитую модель осциллятора Ван дер Поля.
«В мире релаксационных генераторов процесс зарядки и разрядки подобен снятию напряжения в машине. В этом его естественность и красота».
Осцилляторы релаксации можно разделить на несколько типов, включая пилообразные, качающиеся или воспроизводящие осцилляторы. Сохраненная энергия в этих осцилляторах заряжается медленно, но быстро разряжается через коммутационное устройство, так что в Выходная форма волны. Содержит «рампу». Другой тип — нестабильный мультигенератор, в котором конденсатор также медленно заряжается и разряжается, поэтому его выходной сигнал состоит из нарастающих и убывающих пилообразных сигналов.
Широкое применение
Область применения релаксационных генераторов охватывает генерацию низкочастотных сигналов, таких как мигающие огни и электронные зуммеры, обычно встречающиеся в электронных устройствах. В эпоху электронных ламп они широко применялись в качестве временных баз для электронных органов и осциллографов. С развитием микроэлектронных технологий современные релаксационные генераторы, как правило, строятся с использованием специализированных интегральных схем (например, микросхем таймера 555).
Релаксационные генераторы широко используются, главным образом, потому, что они относительно просты по конструкции и не требуют индуктивных компонентов, таких как LC-генераторы, что упрощает их изготовление на интегральных схемах. Однако недостатками релаксационного генератора являются большой фазовый шум и плохая стабильность частоты.
Что касается реализации релаксационного генератора, то существует множество методов на выбор: включая использование таймера 555, а также множество готовых реализаций, которые также будут использовать компараторы в качестве компонентов для проектирования, все из которых предназначены для захвата и генерации Эта уникальная форма волны.
Суть релаксационных генераторов заключается в их способности имитировать различные природные явления, включая извержение вулкана, биологические сигналы нервных клеток или даже ритм сердцебиения живого существа. Из-за этого, по мере развития технологий, релаксационные осцилляторы продолжают играть важную роль во многих новых областях. Вам интересно, как эти сложные, но замечательные системы продолжат влиять на нашу жизнь?
