Закон поведения мгновен ной фазы колебаний под внешним

Международная научно-техническая конференция «Информационные системы и технологии»
ИСТ-2014
СЕКЦИЯ 1 РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ И УСТРОЙСТВА
Е.В. ПРОКОФЬЕВ (к.т.н., с.н.с.)
Нижегородский государственный университет им. Н.И.Лобачевского
ГАММА КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ КОНТУРОВ РЕГЛАМЕНТИРУЕМЫХ КОЛЕБАНИЙ
Регламентируемые колебания (РК) генерируются в классическом колебательном
контуре (КК) при соблюдении регламента по выбору особых начальных условий(ОНУ). .На
плоскости начальных условий (НУ) гармонического осциллятора (ГО) геометрическим
местом ОНУ является совокупность двух прямых линий, проходящих через начало
координат (рис.1). Одна (красного цвета) для РК с положительным знаком частоты, т.е. для
РК+, другая(синего цвета) для РК-.
Гамму колебательных контуров РК(ГККРК) открывает самая простая структура Ст1,
состоящая из типового LC КК ,сдвоенного пускового тумблера , одинарного тумблера
режимов РК+ , РК- и двух цепей задания начальных токов +I01 и -I02 в катушке
индуктивности, переключаемых тумблером режимов. Недостатком Ст1 является наличие
контактов пускового тумблера в цепи КК, что не допустимо на высоких частотах и
препятствует применению в ГККРК электронных ключей.
Ст2 лишена этого недостатка. Конденсатор С* в КК этой структуры состоит из двух
последовательно соединенных конденсаторов С1=С и конденсатора С2=2С, где С- емкость
конденсатора КК с одним конденсатором. Такая структура Ст2 позволила
исключить из КК пусковые контакты и перейти к структуре Ст3, в которой с помощью
операционного усилителя (ОУ), впервые в мировой практике осуществлена компенсация
затухания в КК в линейном режиме. Введя в КК небольшой резистор p<<r, где rсопротивление витков катушки индуктивности, получено эквивалентное сопротивление r*=rp(к-1), где к линейное усиление масштабного ОУ,
удобное для регулировки r*. При r* >0 колебательный процесс(КП) в КК затухающий,
При r*=0 КП незатухающий, при r*<0 КП возрастающий.
В докладе анализируются только три структуры из ГККРК прошедших процедуру
патентования по уже полученным патентам РФ №№ 2483427, 2495521. Автор предвидит
расширение этой гаммы структур в ближайшее время в связи с открытием Закона поведения
мгновенной
фазы
φ
КП
под
внешним
воздействием.
По этому закону мгновенная фаза φ в КП, математическая модель которого близка к ГО под
внешним воздействием с течением времени либо только возрастает, тогда
φ =f>0, либо только убывает, тогда f</0.
Вторая часть доклада отводится для разъяснения сущности открытия закона и
достоверности доказательства его. Сущность поясняется на фазовой плоскости(ФП) ГО.
Колебаниям РК+ соответствует вращение изображающей точки(ИТ) против часовой
стрелки(общепринятое в математике положительное направление угловой координаты), а
колебаниям РК- вращение ИТ по часовой стрелке. При этом с конденсатора КК снимается
чистая неискаженная косинусоида, а с сопротивления p чистая синусоида.
Достоверность открытия доказана в результате анализа 8 так называемых просек в НУ
на ФП. В 1 и 3 квадрантах ФП КК генерирует только РК+, а в 4 и 2 квадрантах только РК-..
При этом осциллограммы соответствующих частных решений совпадают, а наличие в общем
решении частоты с другим знаком приводит в результате суперпозиции колебаний к
появлению в частном решении начальной фазы φо и дополнительного безразмерного
множителя к модулю Смена знака частоты происходит по оси абсцисс скачком. По оси
ординат происходит смена знака частоты через нулевые решения.
Открытие закона позволяет расширить пропускную способность радиоэфира в 2 раза.
15