Рис. 1. Двухконтурный ламповый генератор.
Затягивание частоты - явление, при котором автоколебательная система с двумя
и более степенями свободы совершает колебания
на одной из двух (или нескольких) частот, для каждой из которых выполнены
условия самовозбуждения; причём установление того или иного колебания
зависит от начальных условий и при изменении параметров автоколебания
сохраняются на исходной частоте, хотя условия самовозбуждения уже стали
более благоприятными для другой частоты; дальнейшее изменение параметров
приводит к скачкообразной смене одного колебания другим с образованием
петли гистерезиса. Колебания при
затягивании частоты могут рассматриваться как результат связи подсистем,
входящих в автоколебат. систему.
Рис. 1. Двухконтурный ламповый генератор.
Так, напр., в двухконтурном ламповом генераторе (рис. 1) колебат. системы с парциальными частотами n1 и п2 образуют систему с двумя нормальными видами колебаний, к-рым соответствуют частоты w1 и w2. Условия самовозбуждения зависят от величины потерь в системе, определяемых отношением парциальных частот n2/n1 и характеризуются эквивалентным сопротивлением RЭКВ; эти условия выполняются при Rэкв/Rэкв. мин (рис. 2, а).
Рис. 2. Зависимость частоты генерируемых колебаний от взаимной расстройки контуров при сильной связи.
Если перестраивать второй контур, увеличивая его парциальную частоту n2, начиная с таких n2, для к-рых n2/n1<а (рис. 2, б), то вначале генерируется "верхняя" частота автоколебаний w2, близкая к п1 (причём w2>n1) и слегка увеличивающаяся с ростом n2; условия самовозбуждения вначале выполняются только для этой частоты (рис. 2,а, где R2экв>Rэкв.мин. a Rэкв<Rэкв.мин). Как только п2 пройдёт значение, соответствующее точке n2/n1=a (рис. 2, б), и попадёт в область, охватываемую петлёй 3. ч., то условия самовозбуждения станут выполняться одноврем. как для верхней w2, так и для нижней w1 (w1<n1) частот автоколебаний (рис. 2,а, где R2экв>Rэкв.мин и R1экв>Rэкв.мин). Однако пока n2<n1, условия самовозбуждения w2 более благоприятны, чем w1, и если колебания в генераторе погасить, а затем снова возбудить, то опять установятся колебания с частотой w2. При дальнейшем увеличении n2 (n2>n1) условия самовозбуждения становятся более благоприятными для частоты w1 (рис. 2, a, где R1экв>R2экв), но, по-прежнему, генерируется частота w2, поскольку колебания на этой частоте уже существуют. В точке b (рис. 2, б) колебания частоты w2 скачком переходят в колебания частоты w1 т. к. здесь перестают выполняться условия существования колебаний с частотой w2, и при дальнейшем росте n2 колебания будут происходить на частоте w1. Изменяя n2 в обратном направлении, от больших значений к меньшим, можно осуществить 3. ч. w1 в области а< n2/n1<1. При дальнейшем уменьшении частоты n2 второго контура в точке а (рис. 2, б) происходит обратный перескок частоты автоколебаний от w1 к w2 и тем самым замыкается петля гистерезиса 3. ч. Образом 3. ч. в фазовом пространстве, мин. размерность к-рого равна 3, служит картина с двумя устойчивыми предельными циклами и одним неустойчивым - седловым циклом. Устойчивая сепаратриса седлового цикла разделяет области притяжения устойчивых периодич. движений. Скачкообразной смене режима колебаний соответствует бифуркация слияния (с последующим исчезновением) одного из устойчивых циклов с седловым периодич. движением. 3. ч. во мн. случаях - вредное явление, т. к. в процессе настройки генератора при изменении к--н. параметра может произойти изменение частоты. Чтобы избежать 3. ч., надо уменьшить обратную связь между контурами или уменьшить добротность второго контура.
В. Н. Белых, М. И. Рабинович
|
|
 |
