С
КОМПЬЮТЕР РАДИОЛЮБИТЕЛЯ
[}
На
рйс. 7 (1)
соответствует начальным условием - это
точка с координатами (lL(t=0), Uc(t=0)). От этой точки начина-
ет “раскручиваться” фазовая траектория генератора. Спираль
внутри эллипса соответствует процессу нарастающих коле-
баний.
Здесь (2) - линия, ограничивающая эллипс; соответству-
ет случаю установившихся колебаний (т.е. амплитуда коле-
баний постоянна). На этом графике, как и последующем,
Е 1=0,35 В, Т=30 сек. и N=750 сек.
На
рис.
8 видно, что амплитуды колебаний lL и Uc доста-
точно быстро нарастают, далее стабилизируются и в даль-
нейшем не меняются.
Как указывалось выше, графики
(рис. 5.
..8)
были по-
лучены для случая, когда туннельный диод “смещен” на
+0,35 В.
Из ВАХ туннельного диода видно, что в этой области ха-
|
рактеристика падающая, т.е. при смещении на +0,35 В тун-
нельный диод характеризуется отрицательным (дифферен-
циальным) сопротивлением.
Отрицательное (дифференциальное) сопротивление го-
ворит нам о том, что при подключении LC-кднтура может быть
вполне реализован LC-генератор.
Выполненный простой численный эксперимент как раз и
подтверждает этот факт.
Теперь “сместим” туннельный диод только на +0,05 В.
Согласно ВАХ туннельного диода, можно видеть, что в
этом случае мы будем находиться на участке с положитель-
ным (дифференциальным) сопротивлением. Таким образом,
генерации не будет, а изначальный скачок тока через индук-
тивность, заданный начальным условием lL(t=0)=0,1 А, быст-
I
ро затухнет.
На
рис. 9
показана зависимость тока, протекающего че-
рез катушку индуктивности, от времени Т, сек. В опыте
Е1=0,05 В; Т=30 сек. и N=750.
Как видно, колебания в LC-контуре будут затухающими.
Следует отметить тот факт, что в нашей модели присут-
ствуют идеальные катушка индуктивности (ideal L) и идеаль-
ный конденсатор (ideal С), в которых отсутствуют омические
потери.
Промоделировав работу такой схемы (см.
рис. 10),
мы
получили бы в ней “вечные” незатухающие колебания!.
.
Г P“ C. 9
0
1
-- ----------------------------------------------- - - -----------
О
08 -
;
I
1
ooet-J
!ii
1
-uosh;
J
__
j
__________
__________
j
o'
~
5
~
10
15
20
55 T
В нашей схеме с туннельным
диодом колебания, очевидно,
затухают, т.к. туннельный диод
постоянно поглощает энергию
из БС-контура, и, в итоге, коле-
бания прекращаются.
Из
рис. 9
видно, что даже если колебания затухают пол-
ностью, через катушку индуктивности продолжает течь не-
большой (постоянный) ток.
В нашем случае катушка индуктивности не обладает
сопротивлением, на ней нет падения напряжения. Поэтому
ток через катушку индуктивности в отсутствии колебаний
можно найти, только пользуясь графиком ВАХ туннельного
диода.
На
рис. 11
приведен график зависимости напряжения на
конденсаторе ис от времени. И в данном случае видно, что
колебания довольно быстро затухают. При этом напряже-
ние на конденсаторе будет точно равно нулю. Здесь нет ни-
какой постоянной составляющей.
Этот факт легко объясним.
Катушка индуктивности и конденсатор в схеме включе-
ны параллельно. Но поскольку катушка индуктивности име-
ет нулевое сопротивление постоянному току, она полностью
“закорачивает” конденсатор по постоянному току, поэтому в
отсутствии колебаний на конденсаторе и должно быть ноль
вольт.
Рис. 12
представляет те же зависимости, что и
рис. 7.
Однако теперь генерации нет, колебания затухают (спираль
графика скручивается в точку).
Поскольку генерации нет, колебания затухающие, вид
графика на
рис. 13
разительно отличается от графика на
рис. 8.
Прямая линия на
рис. 13
соответствует случаю отсутствия
колебаний (колебания полностью затухли).
Соответственно, своеобразная скручивающаяся ворон-
ка представляет собой иллюстрацию процесса затухания ко-
лебаний (в данном случае процесса уменьшения амплитуды
колебаний в системе).
Теперь проанализируем, что получится, если туннельный
диод “смещен” на +0,70 В. Как видно из графика ВАХ тун-
нельного диода
(рис. 2),
данное смещение соответствует
Рис. 11
10
~
~ 20
26
50 Т
ideal
С
-
v
ideal L
Рис. 10
Радиолюбитель - I 2 /2 0 0 8
33
предыдущая страница 33 Радиолюбитель 2008-12 читать онлайн следующая страница 35 Радиолюбитель 2008-12 читать онлайн Домой Выключить/включить текст