nabbla (nabbla1) wrote,
nabbla
nabbla1

Categories:

Эзотерическая схемотехника: генерация субгармоник

Давно хотел начать такую серию постов. По сути, и начал когда-то: школьную задачку про резисторы можно отнести к этой серии.

Может, правильнее было назвать серию "теоретическая схемотехника", но такое название отпугнёт 99,9% читателей. Страшнее чего-то "теоретического" только "математические основы ..." (например, "математические основы теории автоматического регулирования"). Как только видишь книгу с таким заголовком - можно быть уверенным, всю физическую подоплёку оттуда выкинули, оставили голые формулы, и попробуй сообрази после этого, что они творят!

Смысл этой серии - повнимательнее глянуть на "абсурдные" решения, которые проскакивают в математике и запросто отбрасываются на основании той самой "абсурдности". Это могут быть отрицательные сопротивления, ёмкости и индуктивности, или непонятно откуда взявшиеся лишние корни уравнений. Или, даже интереснее - ситуации, когда "из соображений симметрии" ни на секунду не задумываясь нам указали форму решения, а потом оказывается, что некоторые совершенно реальные вещи тем самым были выкинуты из рассмотрения.

Сначала я буду устраивать опрос по той или иной теме, потом спустя некоторое время (надеюсь, не более месяца) давать развёрнутый ответ.

Первое, с чего хотелось бы начать - с генерации субгармоник.

Если в одном предложении: может ли схема, состоящая только из идеальных диодов, резисторов, конденсаторов и не очень идеальных катушек (хоть какое-то сопротивление обмотки у них есть, но насыщения не наступает), при поступлении синусоидального сигнала на некоторой частоте, скажем 1 кГц, начать генерировать незатухающий сигнал более низкой частоты?



Подоплёка такова. Если у нас есть усилительные элементы, будь то транзисторы, туннельные диоды, да хоть даже обычные диоды, но зверско работающие в режиме пробоя, то сгенерировать можно что угодно. Была на входе синусоида - не проблема, выпрямим её, а потом сгенерим с нуля!

А вот если усилительных элементов нема, то в учебниках дают такое объяснение. Пусть у нас есть безынерционный нелинейный элемент (к примеру, диод). Мы подаём на него нашу входную синусоиду, и в результате воздействия нелинейной вольт-амперной характеристики может появиться постоянная составляющая тока, а также возникнуть гармоники. Ну а дальше они проходят через RLC-компоненты, и какие-то усиливаются, какие-то подавляются, всё в этом духе.

Если так, получается, мы можем удвоить частоту, утроить, можем выпрямить, а вот пониженной частоте взяться неоткуда.

Ещё был бы вариант с незатухающим сигналом низкой частоты, если у нас идеальный колебательный контур, с нулевым сопротивлением. Его один раз "пнули" (в момент подачи нашей синусоиды) - и он начал колебаться до скончания времён. Но этот вариант мы тоже исключили, потребовав наличия активного сопротивления у катушки.

Используя насыщаемую катушку, мы могли бы соорудить какое-то подобие магнитного усилителя, и заставить его генерить что-нибудь, но это неинтересно, поэтому я "попросил", чтобы насыщения в катушке не было :)

Будь у нас на входе несколько синусоид - мы легко могли бы получить суммарные и разностные гармоники, и ещё в куче комбинаций, f0-2f1, 2f0-f1 и пр. (интермодуляционные составляющие), но и это совсем не интересно, поэтому синусоида идёт на вход "в гордом одиночестве"!

Как считаете?


Poll #2097563 Генерация субгармоник

Может ли схема без усилительных элементов при подаче одной частоты получить пониженную?

Да
8(66.7%)
Нет
4(33.3%)
Tags: простые вещи, странные девайсы
Subscribe

  • Нахождение двух самых отдалённых точек

    Пока компьютер долго и упорно мучал симуляцию, я пытался написать на ассемблере алгоритм захвата на ближней дистанции. А сейчас на этом коде можно…

  • Слишком общительный счётчик

    Вчера я чуть поторопился отсинтезировать проект,параметры не поменял: RomWidth = 8 вместо 7, RamWidth = 9 вместо 8, и ещё EnableByteAccess=1, чтобы…

  • Балансируем конвейер QuatCore

    В пятницу у нас всё замечательно сработало на симуляции, первые 16 миллисекунд полёт нормальный. А вот прошить весь проект на ПЛИС и попробовать "в…

  • Post a new comment

    Error

    Anonymous comments are disabled in this journal

    default userpic

    Your IP address will be recorded 

  • 20 comments

  • Нахождение двух самых отдалённых точек

    Пока компьютер долго и упорно мучал симуляцию, я пытался написать на ассемблере алгоритм захвата на ближней дистанции. А сейчас на этом коде можно…

  • Слишком общительный счётчик

    Вчера я чуть поторопился отсинтезировать проект,параметры не поменял: RomWidth = 8 вместо 7, RamWidth = 9 вместо 8, и ещё EnableByteAccess=1, чтобы…

  • Балансируем конвейер QuatCore

    В пятницу у нас всё замечательно сработало на симуляции, первые 16 миллисекунд полёт нормальный. А вот прошить весь проект на ПЛИС и попробовать "в…