Chaotyczny oscylator kwarcowy. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Technologia pomiarowa

 Komentarze do artykułu

Konstrukcja samooscylatorów o „zachowaniu chaotycznym” opiera się na interakcji wzajemnie połączonych oscylatorów liniowych i nieliniowych.

Schemat „chaotycznego” oscylatora zawiera zwykle trzy główne elementy:

• liniowy obwód oscylacyjny;
• nieliniowy obwód oscylacyjny połączony z liniowym, zawierający złącze pn (najczęściej jest to dioda waraktorowa);
• wzmacniacz o charakterystyce ograniczającej, który zapewnia samowzbudzenie systemu (dowolny obwód wzmacniacza stosowany w konwencjonalnych samooscylatorach).

Charakter procesów w nieliniowym obwodzie chaotycznego samooscylatora jest determinowany zarówno częstotliwością, jak i amplitudą oddziaływania na niego. Złożone sygnały na wyjściu obwodu nieliniowego, po przejściu przez obwód sprzężenia zwrotnego samooscylatora, stają się źródłem zakłóceń tego samego obwodu nieliniowego. Przy wielokrotnym obiegu sygnału dynamika takiego oscylatora staje się chaotyczna.

Schemat kwarcowego oscylatora chaotycznego, w którym kwarc jest używany jako obwody liniowe, pokazano na rys. 1. Tutaj liniowy obwód oscylacyjny jest tworzony przez kwarc, a obwód nieliniowy tworzą elementy L1-VD1. W zależności od polaryzacji i poziomu napięcia RF przyłożonego do diody waraktorowej VD1 zmienia się jej pojemność, dlatego zmienia się również częstotliwość naturalna (rezonansowa) obwodu L1-VD1.

Rys.1. Schemat ideowy kwarcowego oscylatora chaotycznego

Przy pewnych parametrach układu (wartości elementów radiowych) oscylacje w nim stają się chaotyczne, a widmo oscylacji, dyskretne do tego momentu (ryc. 2), staje się ciągłe (ryc. 3).

Rys.2. Dyskretne widmo drgań

Ryc.3. Ciągłe widmo drgań

Do zbudowania chaotycznego samooscylatora wykorzystano znany klasyczny schemat pojemnościowego „trzypunktowego”. Tranzystor VT2 tworzy stopień buforowy, który jest niezbędny do odsprzęgnięcia oscylatora na VT1 i jego obciążenia (na przykład przyrządy pomiarowe z wejściami 50 omów).

Obwód na ryc. 1 wykorzystuje dwa kwarce. Jest to spowodowane następującymi czynnikami. Jak wykazały wstępne eksperymenty, oscylacje chaotyczne realizowane są w obecności obwodu L1-VD1 i tylko jednego kwarcu, jednak ten tryb pracy oscylatora okazuje się wyjątkowo niestabilny.

Gdy zasilanie zostanie wyłączone, a następnie włączone, oscylator przestaje działać w trybie chaotycznym i staje się „normalnym” oscylatorem kwarcowym. Powrót do trybu chaotycznego jest w tym przypadku możliwy poprzez krótkie połączenie drugiego kwarcu z już pracującym w oscylatorze.

Przy równoległym włączeniu kilku kwarców i braku nieliniowego obwodu L1-VD1, w obwodzie występują złożone (wieloczęstotliwościowe), ale deterministyczne oscylacje. Podłączając analizator widma do wyjścia oscylatora, w tym przypadku można zobaczyć tylko określoną liczbę pików o różnych wysokościach (rys. 2). W obecności dwóch kwarców o różnych częstotliwościach oscylacje jednego kwarcu modulują oscylacje drugiego z powodu nieliniowości wzmacniacza na VT1. Rezultatem jest sygnał AM i seria harmonicznych. Im bardziej złożony kształt oscylacji wpływających na obwód liniowy L1-VD1, tym bardziej prawdopodobny jest mod chaotyczny. Należy zauważyć, że rodzaj obudowy i wykonanie kwarcu muszą być identyczne i muszą różnić się tylko częstotliwością - jest to jeden z warunków, aby oscylator generował natychmiast przy częstotliwościach zainstalowanego w nim kwarcu.

Częstotliwości kwarcu powinny różnić się o około 1,3 ... 1,5 razy. W takim przypadku konieczne jest użycie kwarcu o stosunku częstotliwości zbliżonym do liczby niewymiernej. Innymi słowy, pożądane jest stosowanie kwarcu o niewspółmiernych częstotliwościach.

Aby w razie potrzeby uzyskać oscylacje chaotyczne, należy dobrać indukcyjność L1 (jako L1 autor zastosował przemysłowy dławik w kształcie kropli z dwoma przewodami). Jeśli chaotyczne oscylacje nadal nie działają, powinieneś spróbować wybrać kondensatory C2 i C3 lub zmienić tryb DC tranzystora VT1 za pomocą R1.

Po zainstalowaniu wielopasmowego odbiornika z pasmami AM w pobliżu badanego oscylatora i podłączeniu kawałka drutu 10 ... Obecność silnego szumu w szerokim paśmie częstotliwości z „wkładkami” bardzo silnych nośników wskazuje, że realizowany jest chaotyczny tryb pracy.

Zamiast odbiornika można użyć specjalnego urządzenia, które pozwala kontrolować nawet moment przejścia od oscylacji deterministycznych do chaotycznych. Obwód takiego urządzenia - wskaźnik chaotycznych oscylacji (ryc. 4) - jest odbiornikiem detektora sygnałów AM z 50-omowym wejściem RF i bardzo czułą częstotliwością ultradźwiękową ładowaną na słuchawki.

Rys.4. Schemat urządzenia-wskaźnika drgań chaotycznych

Wskaźnik reguluje się, wybierając wartość rezystora R5, aż do uzyskania napięcia +4 ... 8 V na kolektorze VT2. Wejście wskaźnika jest połączone z wyjściem generatora. W obecności chaotycznych oscylacji w badanym oscylatorze w słuchawkach słychać bardzo głośny dźwięk, przypominający „super szum” odbiornika supergeneratywnego.

Jak wykazały eksperymenty, w paśmie częstotliwości 1 ... 25 MHz moc szumów kwarcowego oscylatora chaotycznego wynosi 10⁴... 10⁶ razy większa moc szumów niż klasyczny obwód generatora szumów z diodą Zenera! Umożliwia to wykorzystanie kwarcowego oscylatora chaotycznego jako wytrzymałego generatora szumów do różnych pomiarów.

literatura

1. Księżyc F. Oscylacje chaotyczne. Kurs wprowadzający dla naukowców i inżynierów. - M.: Mir, 1990.
2. Czajka Yu.D. Deterministyczny chaos - w arsenale radioamatora. - Radioamatar, 1998, N9, S.12, 13.
3. Maksimov NA, Kisłow V.Ya. Chaotyczna i regularna dynamika autonomicznych układów samooscylacyjnych zawierających złącze p-n. - Inżynieria radiowa i elektronika, 1997, N12, S.1487-1492.
4. Mininadajnik-odbiornik Artemenko V. SSB z EMF na 160 m - magazyn KB, 1997, N6, P.13-21.
5. Czajka Yu.D. Rodzina samooscylatorów oscylacji szumu. - Radioamatar, 2002, N8, S.53-55.
6. Dawidowicz M.V. Bistabilny stochastyczny wzmacniacz rezonansowy zapewniający niski stosunek sygnału wejściowego do szumu. - Radiotechnika i elektronika, 1996, N11, S.1332-1339.

Autor: V.Artemenko, UT5UDJ, Kijów; Publikacja: radioradar.net

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 Smartfon HTC One max 18.10.2013 HTC wprowadziło smartfon HTC One max. Urządzenie wyposażone jest w wyświetlacz o przekątnej 5,9 cala, dzięki czemu można je zakwalifikować jako telefon typu tablet. Rozdzielczość ekranu to 1920 x 1080 pikseli. Wśród funkcji urządzenia producent zwraca uwagę na obecność czytnika linii papilarnych oraz powłoki użytkownika HTC Sense 5.5. HTC One max bazuje na jednoukładowym układzie Qualcomm Snapdragon 600, którego czterordzeniowy procesor pracuje z częstotliwością 1,7 GHz. Przewidziano wydanie modyfikacji z 16 i 32 GB pamięci flash. W każdym razie istnieje możliwość rozszerzenia pamięci za pomocą karty microSD. Ponadto użytkownik otrzymuje bezpłatnie 50 GB przestrzeni dyskowej w chmurze Google Drive. Urządzenie zasilane jest baterią o pojemności 3300 mAh.W razie potrzeby autonomię można zwiększyć za pomocą opcjonalnego etui HTC Power Flip Case z dodatkową baterią 1150 mAh. Oprócz autoryzacji czujnik linii papilarnych umieszczony z tyłu obudowy pozwala na szybkie uruchomienie nawet trzech często używanych aplikacji, wybranych przez użytkownika (każdej z nich przypisany jest określony odcisk palca). Wyposażenie HTC obejmuje aparat główny HTC UltraPixel oparty na 1/3-calowej matrycy BSI CMOS z obiektywem 28 mm o maksymalnej przysłonie F/2,0 i lampą błyskową. Przedni aparat ma rozdzielczość 2,1 megapiksela. Przy wymiarach 164,5 x 82,5 x 10,29 mm urządzenie waży 217 g.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ komputer działający na wodzie

▪ Nowe metody identyfikacji użytkownika

▪ Bezprzewodowa transmisja danych 1 terabit na sekundę

▪ najdłuższy most wiszący

▪ Telewizor LCD z dyskiem twardym i nagrywarką DVD

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja witryny A potem pojawił się wynalazca (TRIZ). Wybór artykułu

▪ artykuł Teoria zarządzania. Kołyska

▪ Ile godzin dziennie potrzebujesz spać? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Postępowanie w przypadku silnego mrozu. Wskazówki podróżnicze

▪ artykuł Antena 144 MHz. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Dopracowanie odbiornika SEC-850M. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

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

www.diagram.com.ua
2000-2024