Generator sygnału o niskiej zawartości harmonicznych. Schemat, opis

Bezpłatna biblioteka techniczna

ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ
Darmowa biblioteka / Schematy urządzeń radioelektronicznych i elektrycznych

Generator sygnału o niskiej zawartości harmonicznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Bezpłatna biblioteka techniczna

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

Komentarze do artykułu

Zniekształcenia nieliniowe sygnałów AF, które charakteryzują jakość urządzeń rejestrujących i odtwarzających dźwięk, są zwykle szacowane przez współczynnik harmoniczny, który dla urządzeń wysokiej jakości nie powinien przekraczać przybliżonej wartości progowej 0,1%. Do pomiaru zniekształceń o takim poziomie wymagany jest generator sygnału o kilkukrotnie niższym współczynniku harmonicznych, dlatego przy opracowywaniu proponowanego urządzenia główną uwagę zwrócono na zmniejszenie nieliniowych zniekształceń sygnału.

Główne cechy techniczne:

Zakres generowanych częstotliwości, Hz......10...105
Współczynnik harmonicznych, %, nie więcej, w paśmie częstotliwości, Hz: 10...102.......0,4
102...104......0,02
104...105......1
Nierówność pasma przenoszenia, dB, nie więcej ....... 0,2
Maksymalne napięcie wyjściowe (przy rezystancji obciążenia 600 omów), V, nie mniej niż...5

Zakres częstotliwości generowanych przez urządzenie jest podzielony na cztery podzakresy, w każdym z których częstotliwość jest zmieniana przez podwójny rezystor zmienny. Napięcie wyjściowe można regulować płynnie i dyskretnie w krokach co 20 dB.

Schemat funkcjonalny generatora pokazano na rys. 1. Jego podstawą jest szerokopasmowy wzmacniacz A1, którego obwód dodatniego sprzężenia zwrotnego (POS) jest utworzony przez filtr środkowoprzepustowy R1C1R2C2 (mostek Win), a ujemne sprzężenie zwrotne (NFB) jest utworzone przez węzły i elementy do stabilizacji wyjścia amplituda napięcia R3, R4, U1, A2-A7.

Ris.1

Filtr pasmowoprzepustowy RC jest podobny do równoległego obwodu oscylacyjnego i przy częstotliwości quasi-rezonansowej fp=1/2piRC (przy R1=R2=R i C1=C2=C) zapewnia maksymalny współczynnik przenoszenia równy 1/3, najwyższy współczynnik jakości i najlepsze właściwości selektywne. Częstotliwość oscylacji można dostroić poprzez stałą zmianę rezystancji rezystorów R1 i R2 lub pojemności kondensatorów C1 i C2.

Jest oczywiste, że dla samowzbudzenia generatora współczynnik przenoszenia wzmacniacza A1, ustawiony przez obwód OOS, musi być równy trzy. Przy tak niskim wzmocnieniu łatwo osiągnąć szerokie pasmo przenoszenia i bardzo niski (poniżej 0,01%) poziom zniekształceń samego wzmacniacza przy użyciu głębokiego sprzężenia zwrotnego. Aby uzyskać niski współczynnik harmonicznych generatora, należy ustabilizować amplitudę napięcia wyjściowego na określonym poziomie. Aby to zrobić, wzmacniacz jest pokryty nieliniowym obwodem OOS, w którym często jako kontrolowany tłumik włączony jest termistor lub tranzystor polowy. Jednak w pierwszym przypadku trudno jest osiągnąć w prosty sposób współczynnik harmonicznych generatora przy średnich częstotliwościach poniżej 0,05%, w drugim poniżej 0,1%, dlatego szczególną uwagę zwrócono na zmniejszenie zniekształceń w kontrolowany tłumik.

Napięcie FOS dostarczane do wzmacniacza A1 można przedstawić jako sumę dwóch składowych: stałej, której amplituda jest zawsze równa 1/3 napięcia wyjściowego, oraz zmiennej, której charakter obwiedni jest określony przez właściwości obwodu FOS, a amplituda zależy od czynników destabilizujących: parametrów dryftu temperaturowego i czasowego elementów, zmian wzmocnienia filtra w zakresie częstotliwości itp. (amplituda drugiej składowej jest o kilka rzędów wielkości mniejsza niż pierwszy). To skłoniło nas do pomysłu wykorzystania dwukanałowego obwodu OOS w celu zmniejszenia zniekształceń nieliniowych poprzez zastosowanie składowej stałej na wejściu odwracającym wzmacniacza A1 przez kanał zawierający tylko elementy liniowe (dzielnik R3R4 i sumator A7) oraz zmienną przez kanał stabilizacji amplitudy (U1, A2-A6), który generuje sygnał korekcyjny, który jest dodawany w sumatorze A7 ze składową stałą.

Drugi kanał działa w następujący sposób. Sygnał wyjściowy wzmacniacza A1 jest prostowany przez prostownik U1, a pobrane z niego napięcie porównywane jest w integratorze A2 z wzorcowym ustalającym poziom oscylacji wyjściowych. Zintegrowane napięcie różnicowe napędza tłumik A4 bezpośrednio, a tłumik A5 przez odwracający wtórnik A3.

W stacjonarnym (ustalonym) trybie pracy generatora, przy współczynnikach przenoszenia dzielnika R3R4 i filtrze równym 1/3, różnica napięć wejściowych i wyjściowych integratora A2 i obserwujący A3 są bliskie zeru. Dlatego amplitudy sygnałów na wyjściach tłumików A4 i A5 są takie same, a napięcie wyjściowe wzmacniacza różnicowego A6 jest również bliskie zeru.

W trybie niestacjonarnym zmiana amplitudy sygnału wyjściowego wzmacniacza A1 powoduje odchylenie napięcia wyprostowanego w jednym lub drugim kierunku względem odniesienia, aw konsekwencji napięć wyjściowych integratora A2 i wtórnika A3. Pod działaniem tych sygnałów sterujących współczynniki transmisji tłumików A4 i A5 zmieniają się w przeciwnych kierunkach, a na wyjściu wzmacniacza A6 pojawia się napięcie sinusoidalne, doprowadzając generator do trybu stacjonarnego. Wraz ze wzrostem amplitudy oscylacji wyjściowych względem wartości stacjonarnej na wyjściu wzmacniacza A6 pojawia się sygnał, który jest w fazie z wyjściem, a gdy maleje, jest poza fazą. Zastosowanie sterowanych tłumików pracujących przy małym sygnale oraz częściowej kompensacji produktów zniekształceń nieliniowych pozwoliło na znaczne obniżenie poziomu harmonicznych generatora.

Ryż. 1 (kliknij, aby powiększyć)

Schemat ideowy urządzenia. Jego główny wzmacniacz zawiera dwa różnicowe stopnie wejściowe (VT1, VT2 i VT5, VT6) połączone równolegle dla wzmacnianego sygnału. Dzięki temu wzmacniacz jest symetryczny dla obu półfal napięcia AC, co znacznie obniża poziom parzystych harmonicznych, zwłaszcza drugiej, największej składowej widma sygnału w większości wysokiej jakości oscylatorów RC.

Kolejną cechą wzmacniacza jest niski prąd płynący przez rezystory R39, R32.2 i R40 podłączone do podstaw tranzystorów stopnia różnicowego. Jest równa różnicy prądów bazowych, dlatego wybierając tranzystory o podobnych współczynnikach przenoszenia prądu h21e, można ją znacznie zmniejszyć. W rezultacie okazało się możliwe zmniejszenie wymagań dotyczących spójności sekcji podwójnego rezystora zmiennego R32 i podłączenie jego pierwszej sekcji (R32.1) bezpośrednio do podstaw tranzystorów VT1, VT5 (bez izolacji kondensator). Aby zredukować nieodłączny szum wzmacniacza, prąd spoczynkowy stopni różnicowych jest tak dobrany, aby był stosunkowo mały (około 100 μA).

Sygnały z kolektorów tranzystorów VT1 i VT5 są podawane do symetrycznego wzmacniacza napięcia wykonanego na tranzystorach VT7, VT9 i VT8, VT10. Aby zredukować nieliniowość, jest on pokryty lokalnym OOS (rezystory R13 i R15), co zmniejsza jego współczynnik transmisji do 8...12.

Rezystory R19, R20 tworzą warunki zbliżone do trybu źródła napięcia dla stopnia wyjściowego na tranzystorach kompozytowych VT12VT14 i VT13VT15, co również poprawia liniowość wzmacniacza. Prąd spoczynkowy tego stopnia jest ustawiany przez rezystor dostrajający R16.

Aby zapewnić stabilną pracę przy dużej głębokości sprzężenia zwrotnego i szerokim paśmie, wzmacniacz zapewnia korekcję częstotliwości za pomocą obwodów R1C1 i R11C2 połączonych równolegle z rezystorami obciążenia (R2 i R10) stopni różnicowych. Częstotliwość graniczna odpowiedzi częstotliwościowej wzmacniacza ze sprzężeniem zwrotnym w otwartej pętli, ustawiona przez te obwody, mieści się w zakresie 20 ... 25 kHz. W wyniku sparowania charakterystyki częstotliwościowej nieskorygowanego wzmacniacza i układów korekcyjnych, odcinek charakterystyki o stromości 6 dB na oktawę uległ poszerzeniu. Częstotliwość odcięcia wzmacniacza napięcia jest rzędu kilku megaherców. Ponadto, aby zwiększyć margines stabilności całego wzmacniacza, w obwodzie OOS znajduje się łącze wzmacniające C19R69.

Sygnał wyjściowy wzmacniacza przechodzi przez repeater na tranzystorze VT16, jest prostowany przez diodę VD6 i podawany do integratora wykonanego na wzmacniaczu operacyjnym DA1. Przykładowe napięcie jest dostarczane z rezystora trymera R35. Z wyjścia wzmacniacza operacyjnego na bramkę tranzystora VT17.1 działa napięcie równe wynikowi całkowania różnicy tych sygnałów, a poprzez odwracający wtórnik na wzmacniaczu operacyjnym DA2 - na bramce tranzystor VT17.2. Tranzystory te razem z rezystorami R52-R55 tworzą sterowane tłumiki. Nieliniowość charakterystyk tranzystorów jest redukowana przez obwody OOS, składające się z rezystorów R49, R50 i R56, R57. Eksperymentalnie ustalono, że aby uzyskać najlepsze wyniki, stałe napięcie na bramkach tranzystorów polowych powinno mieścić się w granicach 20...50% napięcia odcięcia, a rezystancja rezystorów w obwodach CNF powinna być znacznie większa niż rezystancja ich kanałów. Jest to brane pod uwagę w opisanych tłumikach, a napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza operacyjnego DA2 można regulować za pomocą rezystora trymera R33, aby ustawić najlepszy stosunek napięć sterujących tłumikami w trybie stacjonarnym.

Różnica w sygnałach wyjściowych tłumików jest wzmacniana przez wzmacniacz różnicowy na wzmacniaczu operacyjnym DA4 i przez sumator napięcia CFO, wykonany na rezystorach R66-R68, R70-R72, R40, działa na wejście odwracające wzmacniacza głównego . Współczynnik transmisji obwodu OOS, bliski 1/3, jest ustalany przez rezystory dostrajające R68, R70-R72 w każdym podpasmie z osobna.

Regulacja częstotliwości, przełączanie podzakresów, a także czynniki destabilizujące powodują zmiany napięcia wyjściowego, którym towarzyszą procesy przywracające jego poprzedni poziom. Na przykład wraz ze wzrostem sygnału wyjściowego napięcie na wyjściu prostownika (VD6) wzrasta, aw konsekwencji napięcie sterujące na bramce tranzystora VT17.1 maleje, a na bramce tranzystora VT17.2. 4 wzrasta. Z tego powodu wzmocnienia tłumików zmieniają się w przeciwnych kierunkach, a amplituda sygnału wyjściowego w trybie wspólnym wzmacniacza na wzmacniaczu operacyjnym DA1 wzrasta, podczas gdy wzmocnienie wzmacniacza głównego maleje. W rezultacie amplituda sygnału wyjściowego generatora i wyprostowane napięcie na wejściu odwracającym wzmacniacza operacyjnego DA3 powracają do poprzedniej, stacjonarnej wartości. Napięcie wyjściowe generatora jest mierzone za pomocą woltomierza AC na wzmacniaczu operacyjnym DAXNUMX.

Mikroamperomierz RA1 jest zawarty w przekątnej mostka prostowniczego VD7--VD10 w obwodzie OOS, obejmującym OS. Napięcie wyjściowe generatora jest ustawiane przez rezystor zmienny R26 i tłumik stopniowy składający się z dzielnika rezystancyjnego R27-R30 i przełącznika SA2. Generator jest zasilany ze stabilizowanego źródła bipolarnego. Pobierany z niego prąd jest mniejszy niż 100 mA.

Szczegóły i projekt. W urządzeniu zastosowano głównie rezystory MLT o dopuszczalnym odchyleniu rezystancji od wartości nominalnej ±5 i ±10%. Rezystory R31, R39, a także R27-R30 dobierane są z dokładnością ±0,5 ... 1%. Rezystory trymera - SP3-44, SP3-27 lub SP3-16.

Do strojenia częstotliwości zastosowano dwuprzewodowy rezystor zmienny PTP, ale nie wyklucza to zastosowania innych typów rezystorów o rezystancji 2 ... 50 kOhm (z odpowiednią zmianą pojemności kondensatorów C8-C15). Aby ułatwić ustawienie generatora i uzyskanie wskazanego na początku artykułu współczynnika harmonicznych, asymetria sekcji rezystora R32 nie powinna przekraczać 2%.

Kondensatory C1, C2, C4, C5, C7, C19 - KM4 lub KM5; C3, C6 - K50-6; C16-C18 - K50-3; C8-C15 - K73, K76, MBM. Aby zmniejszyć błąd ustawienia częstotliwości w podpasmach, pojemność tego ostatniego musi być wybrana z dokładnością nie gorszą niż 1 ... 2%. Wartości pojemności wskazane na schemacie uzyskuje się przez równoległe połączenie dwóch kondensatorów (na przykład C8, C12 składają się z kondensatorów o pojemności 3,3 i 0,68 μF).

Diody KD521A można wymienić na KD522A, KD522B, KD509A, KD510A, diodę Zenera KS162A - na KS156A. Współczynniki przenoszenia prądu statycznego h21e tranzystorów VT1, VT2, VT5, VT6 nie powinny różnić się o więcej niż 20%, a tranzystory VT7-VT10 - o 30%. W przypadku tranzystorów VT1-VT6 współczynniki te powinny mieścić się w granicach 150 ... 250, VT7-VT10 - w granicach 100 ... 200, VT12-VT15 - 80 ... 200. Zamiast tych wskazanych na schemacie możliwe jest zastosowanie tranzystorów serii KT315 (VT1-VT3, VT10-VT12, VT14) i KT361 (VT4-VT7, VT9, VT13, VT15) zamiast montażu KPS104V - KPS104E, a także tranzystory KP303V - KP303E z napięciami odcięcia różniącymi się nie więcej niż o 30%. OU K140UD7 można zastąpić K140UD8A, K140UD8B, K140UD6.

Urządzenie wyposażone jest w mikroamperomierz M261M o całkowitym prądzie odchylającym 100 μA i rezystancji pętli około 800 omów. Przełączniki SA1, SA2 - PG3, gniazdo XS1 - СР50-73.

Większość elementów generatora umieszczona jest na płytce drukowanej wykonanej z włókna szklanego o grubości 2 mm. Rezystor R25 jest przylutowany do zacisków regulatora poziomu R26, rezystory dzielnika R27-R30 - do zacisków przełącznika SA1. Kondensatory C8-C15, C19 oraz rezystory R31, R39, R67-R72, R40 montowane są na dodatkowej płytce drukowanej instalowanej obok podwójnego rezystora zmiennego R32 (ponieważ wymiary i układ przewodów obwodu drukowanego płytki zależą od wymiary kondensatorów, nie podano jego rysunku). Rezystor R60 i kondensator C17 są zamontowane na zaciskach mikroamperomierza RA1.

/
Rys.3 (kliknij, aby powiększyć)

Regulacja urządzenia rozpoczyna się od pomiaru napięć na wyjściach stabilizowanego źródła zasilania, które powinno mieścić się w zakresie ± 14,5 ... 16 V. Następnie jeden z zacisków rezystora R66 jest tymczasowo lutowany i tryb pracy DC wzmacniacz jest sprawdzony. Spadek napięcia na rezystorach R2, R10 powinien mieścić się w zakresie 2,3 ... 2,7 V, na rezystorach R12, R14 - 1,7 ... 2,1 V, a na R13, R15 - 1,1 ... .1,5 V. Rezystor trymujący R16 ustawia prąd spoczynkowy stopnia wyjściowego 1,5 ... 2,5 mA. Napięcie DC na wyjściu wzmacniacza nie może przekraczać ±10 mV. W razie potrzeby osiąga się to poprzez zbocznikowanie rezystora R5 lub R6 z dodatkowym rezystorem o wysokiej rezystancji (15 ... 150 kOhm).

Następnie upewnij się, że nie ma pasożytniczego samowzbudzenia wzmacniacza. Jeśli tak, zwiększ pojemność kondensatorów korekcyjnych C1, C2 i wybierz elementy obwodu doładowania R69C19.

Następnie wzmacniacz operacyjny DA1, DA2, DA4 jest zrównoważony, wyjście rezystora R66 jest lutowane, a suwaki rezystorów R32, R33, R35, R37 są ustawione w pozycji środkowej, a przełącznik SA1 jest ustawiony na pozycja „x10” (100 ... 1000 Hz). Rezystory trymera R70 i R35 osiągają generację w tym podzakresie, rezystor R35 ustawia maksymalne napięcie wyjściowe 5 V.

Następnie wejście synchronizacji oscyloskopu jest podłączane do wyjścia generatora i sprawdzany jest przebieg na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA4. Rezystory trymerowe R70 i R33 osiągają najmniejszą możliwą amplitudę tego sygnału i zamykają napięcia sterujące na bramkach tranzystorów VT17 (mierzone są woltomierzem z wejściem wysokorezystancyjnym), które powinny mieścić się w zakresie -0,4 ... -1,6 V. Stabilne generowanie i najmniejszą amplitudę niezniekształconego sygnału na wyjściu wzmacniacza operacyjnego DA4 w pozostałych podzakresach uzyskuje się poprzez przycinanie rezystorów R68, R71, R72. Przy niewystarczającej stabilności amplitudy sygnału w częstotliwości zwiększa się rezystancja rezystora R44. Oscylacje o niskiej częstotliwości (0,1 ... 1 Hz), które występują w celu ustabilizowania amplitudy, są eliminowane przez podłączenie rezystora o rezystancji kilku kiloomów szeregowo z kondensatorem C16.

Wyskaluj skalę i sprawdź krotność zmiany częstotliwości przy przełączaniu podzakresów za pomocą cyfrowego miernika częstotliwości.

Założenie woltomierza na wzmacniaczu operacyjnym DA3 sprowadza się do ustawienia wymaganej czułości poprzez wybór rezystora R59. Nierówność współczynnika przenoszenia woltomierza w paśmie częstotliwości 10 ... 105 Hz nie powinna przekraczać 1%.

Autor: N. Shiyanov

Zobacz inne artykuły Sekcja Technologia pomiarowa.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum

Laser zamienia dielektryk w przewodnik 06.04.2018

Międzynarodowa grupa naukowców po raz pierwszy teoretycznie opisała, jak będą się zachowywać tzw. dielektryki Motta pod działaniem ultrakrótkich i bardzo silnych impulsów laserowych oraz jak powinno wyglądać widmo promieniowania odbitego od ich powierzchni.

Z obliczeń wynika, że w tym przypadku dielektryk zamieni się w przewodnik. W przyszłości zjawisko to może znaleźć zastosowanie w elektronice, badaniach szybkich procesów i stanów kwantowych w materii.

Dielektryki to substancje, które słabo przewodzą prąd, ponieważ mają niewiele wolnych elektronów, które mogą się łatwo poruszać i przenosić ładunek. W zwykłych dielektrykach wynika to ze specyfiki rozkładu elektronów na poziomach energii, które powstają w polu sieci krystalicznej. Opisuje to jeden z głównych działów fizyki kwantowej - teoria pasmowa.

Dielektryki Motta różnią się od zwykłych dielektryków tym, że prąd nie może w nich płynąć z zupełnie innego powodu, ze względu na silne oddziaływanie między elektronami. W nich ruch elektronów zdolnych do wytworzenia prądu jest „zakłócany” przez inne elektrony znajdujące się na sąsiednich atomach. Przez swoje odpychanie „blokują” każdy elektron na swoim atomie i czynią substancję dielektrykiem. Ich nazwa pochodzi od angielskiego fizyka Neville'a F. Motta, zdobywcy Nagrody Nobla w 1977 roku, który w 1949 wyjaśnił ich wystąpienie. Dielektryki Motta (z reguły są to tlenki metali przejściowych, na przykład NiO) przestają przewodzić prąd po ochłodzeniu, gdy interakcja między elektronami staje się bardziej znacząca.

Eksperymenty nad wpływem światła na materię rozpoczęły się około 20 lat temu. Jednak konieczność uwzględnienia interakcji elektronów utrudniała teoretyczne badanie procesów zachodzących w dielektrykach Motta. Dlatego do tej pory rozważano pojedyncze atomy lub cząsteczki w celu zbadania zachowania elektronów na orbitalach atomów. Ale nikt nie badał zachowania samych dielektryków Motta w supersilnym polu świetlnym. Jednak w ciągu ostatnich pięciu lat eksperymentatorzy zaczęli przestawiać się na ciała stałe, na kryształy. Tutaj obraz jest znacznie bardziej skomplikowany, ponieważ jest to problem wieloelektronowy, w którym oddziałujące elektrony wpływają na przewodnictwo.

Symulowani naukowcy zbadali, w jaki sposób takie materiały zareagują na błyski z lasera femtosekundowego o dużej mocy i wymodelowali, jak powinno wyglądać widmo promieniowania odbitego od powierzchni, ponieważ na jego właściwości wpływają właściwości materiału. Pod działaniem silnego pola zmiennego wiązki laserowej padającej na powierzchnię dielektryka Motta zmienia się stan zawartych w nim elektronów. Ich energia kinetyczna wzrasta, a materiał traci swoje właściwości dielektryczne. Proces ten można zbadać za pomocą tzw. spektroskopii wysokich harmonicznych.

Metoda polega na wysyłaniu do materiału bardzo krótkich, dziesiątek lub setek femtosekundowych (10-15 s) impulsów laserowych o określonej charakterystyce. Kiedy wiązka zostaje odbita od materiału, te właściwości zmieniają się, w tym niektóre fotony uzyskują dziesiątki razy więcej energii i częstotliwości oscylacji niż fotony impulsu początkowego (nazywa się to generowaniem wysokich harmonicznych optycznych). Zmieniając charakterystykę belki, można ocenić właściwości materiału.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Zbiór grzybów sterowany satelitarnie

▪ Mikroby przeciwko próchnicy

▪ pszczoły na lotnisku

▪ Niezniszczalne wyświetlacze firmy LG

▪ Sztuczny odpowiednik przyssawki patyczka rybnego

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny Wzmacniacze mocy. Wybór artykułów

▪ artykuł Williama Yeatsa. Słynne aforyzmy

▪ artykuł Dlaczego nie wszystkie drzewa mają słoje? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Korzeń Marala. Legendy, uprawa, metody aplikacji

▪ artykuł Kremy terpentynowe do butów. Proste przepisy i porady

▪ artykuł Zasilacz do zegarów elektromechanicznych typu Slava. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn