振荡器线性原理之新分析

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 楼主| jz0095 发表于 2012-8-9 10:34 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 jz0095 于 2016-4-10 15:12 编辑

注:原标题“线性振荡器原理之新分析”本意为“线性的振荡器原理之新分析”。考虑到容易被误解,今改为“振荡器线性原理之新分析”。2016-4-10

标题含有几层意思,

  • 线性分析。现有振荡器理论分为线性和非线性两类,本分析属于线性分析。
  • 现有线性理论没有线性振荡的稳态机理,即,将稳态机理归结为电路的非线性增益压缩。“单位增益”是线性和非线性稳定机理分析所“梦寐以求”的,现有线性分析之所以没有得到单位增益的结果,是因为分析不得法,甚至没有进行正确的“增益分析”。
     本分析“新”在进行了线性振荡器增益的分析,得到了线性下单位增益的稳定机理。
3.  新分析带来了许多新结果。

本帖将陆续介绍该新分析,欢迎新老朋友讨论、指正。



声明: 本线性分析不涉及非线性内容。

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2013-9-6上传:"了解负阻”
.
2013-9-17 上传: “线性振荡原理的动态分析”
其中参考[8]将稍后上传。
.
2013-9-24 上传上文参考[8]: “起振的数值动态分析和电感动态反电动势的等效”
原名“电感反电动势功能的分析和等效方法”
.

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 楼主| jz0095 发表于 2016-4-8 15:40 | 显示全部楼层
关于线性的分类   

最近在其他帖子中讨论电路线性分类的问题,其中也提到我的振荡器动态分析内容。为了便于查询,我将有关内容发在相关的地方。      
这个振荡器动态分析属不属于线性分析?请大家评论。
现有书中给出的电路(也称系统)是不包括信号源的电路。对这种电路比较容易判断其线性属性,即如《从副词的使用来看看作者的内功》6楼书中所说:全部由线性的或处于线性工作状态的元件所组成的电路称为线性电路。
但是在振荡器的动态分析中,动态的源内阻是必不可少的,该内阻该不该被纳入“系统”?显然是应该纳入的,否则无法分析。但是这就与现有“电路、系统”的构成出现分歧。
前不久有个帖子仿真LC串联谐振电路,信号源是没有源内阻的电压源,直接驱动该“0阻抗”电路。Lgz曾质疑该电路是“病态”。没有源阻抗理论的缺陷再现。
按照现有的电路构成(不包括源),动态分析的振荡器电路无疑属于线性电路。如果把分析中的动态源内阻re(R01)纳入系统,它具有“时变”属性,时变=非线性吗?

lsq334421 发表于 2014-3-29 22:18 | 显示全部楼层

好贴就要顶一下~~~~~~~~~~~~~~
 楼主| jz0095 发表于 2014-2-24 15:50 | 显示全部楼层
本帖最后由 jz0095 于 2014-2-24 16:04 编辑

振荡器模型S'21(R01)计算举例
.

振荡器模型原理图

有关公式。
公式中的Sij是R0系统下的标准S参数,见下图。

Z阻抗网络
其S参数见下(推导见首帖《了解负阻》一文)


R_值代入Z,就得到模型的标准S参数。
模型公式中的r1r2是端口置端对R0的反射系数。


端口-1的反射系数r1=(R01-R0)/(R01+R0)
端口-2 R02=R0,因此r2=0
步进改变R01,就可以算出每一步的ri、Ai、D及其共轭,就可以计算出动态的S'21(R01)。

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 楼主| jz0095 发表于 2013-12-15 20:14 | 显示全部楼层
“等等,这个,喊得有点乱,有点乱,咱们再喊一次!”
.
静态下(电位器不变),线性增益不变;动态下,线性增益可以变。动态线性增益的变化可以由不同的静态线性增益所构成。
静态线性增益不能导致线性振荡进入稳态;动态线性增益变化有可能导致线性振荡进入稳态。
.
既然增益变与不变都存在线性,鉴定线性的判据就不是增益变与不变,即不能以静态线性判据作为线性的通用判据,而需要看电路是否出现了额外的产物,即非线性产物。“是否出现了非线性产物”将是鉴定线性的通用判据
 楼主| jz0095 发表于 2013-12-14 10:16 | 显示全部楼层
把相关内容整理到此帖,以便查询。
S’参数应用一例”帖中介绍了S’为什么是线性仿真。
路过打酱油。。 发表于 2013-12-12 10:35:34 |只看该作者 |返回版面
左右乘个对角阵而已....
还是说说那“电位器”吧,这比较好奇。

jz0095 发表于 2013-12-12 10:44:23 |只看该作者 |返回版面
哪个电位器,是可变等效源的吗?如果是,那是仿真的一个等效思路,有助对原理和仿真步骤的理解。

路过打酱油。。 发表于 2013-12-12 10:53:46 |只看该作者 |返回版面
这么快就忘了?
就是那什么“电位器”。既然是电位器(即可变电阻),那就得变,我的疑问是
如何变,包括自变量(who)和关系(R(.))。也就是谁令它变了,如何变?。表为
R(who)?

jz0095 发表于 2013-12-12 11:20:00 |只看该作者 |返回版面
电位器对应于R01(不用细说了吧),是自变量,仿真中改参数不就得了?R01改变导致了S'对应公式中对应参数的改变,导致结果改变。在此过程中,网络的元件参数始终没有改变。

其中,S是网络的标准S参数,没有改变;r 是端口阻抗对R0的反射系数,即用反射系数表达的端口阻抗(50欧置端下,各r=0,S'恢复到S),r1是变量,由R01控制。
实际电路,手工也能变,把它视为等效源的元件就行了,你刚上完戴维南等效源的课,这就是应用。

路过打酱油。。 发表于 2013-12-12 11:48:40 |只看该作者 |返回版面
噢,原来这么玩的...
能否这么理解,“振荡器”前坐着个人,眼睛看着示波器(输出),用手不断地调节那个“电位器”啊?
那若不调(即所有的器件参数都不变),增益变否?

jz0095 发表于 2013-12-12 12:40:04 |只看该作者 |返回版面
若不调,增益就不变。
振荡器的R01物理模型是电感反电势对回路谐振电流增长形成阻碍的等效电阻re,是自动变化的,不用、也难以人工控制。起振中电流的增长是必然的,re的存在和对增益的影响也是必然的。这个自动变化和手调电位器的原理是相同的。

路过打酱油。。 发表于 2013-12-12 12:47:00 |只看该作者 |返回版面
若不调,增益就不变
就要这句,够了,结案!
不好意思,麻烦你了,再见!

jz0095 发表于 2013-12-12 13:15:06 |只看该作者 |返回版面
同意!!
每一步长,增益都是线性的;动态的增益变化是由多个步长线性增益形成的。因此,本振荡器仿真是线性仿真的结论成立,理论上线性振荡的稳态不需非线性的介入成立。

声明:我以前对线性增益可变的描述不准确,应该是,动态增益的变化是由各个不同的线性增益构成的,而线性增益是不变的、“直线”的。

以上对话说明了“仿真中动态的增益线性变化是怎么来的”,是由扫描自变量R01下增益变化而来,而扫描中的每一步,增益都是线性的。这个关系可以比喻为,“缝纫机扎出的曲线,可以由一段段直线构成(第137楼语)”。
其实这个结果想想是很自然的,一个线性仿真软件,在符合线性定义的仿真下,怎么会得出非线性的结果呢?由此可以建立起对S’仿真方法本身的信心。

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wfh4188 发表于 2013-11-27 10:19 | 显示全部楼层
学习了
bingmcu 发表于 2013-11-6 21:41 | 显示全部楼层
ic321 发表于 2013-11-6 21:33 | 显示全部楼层
不错学习了
luckay 发表于 2013-10-30 15:56 | 显示全部楼层
跟贴学习
黄小俊 发表于 2013-10-23 22:47 | 显示全部楼层
路过。。
 楼主| jz0095 发表于 2013-9-28 20:39 | 显示全部楼层
本帖最后由 jz0095 于 2013-9-28 20:51 编辑
hzdyl 发表于 2013-9-28 14:36
这个电路,运放没有工作在负反馈状态,不算是运算放大电路,是个比较器而已。
即使可以震荡,也不是正弦 ...


同意。
我没搞过这种电路,如果电路有反转机制,波形应该是方波类的。对应不同频率,LC臂只能呈现单极性电抗。在正反馈下,LC应该呈容性或者感性,即等效为一个电容元件或者电感元件,以补偿器件的偏离2pi正反馈相差。而谐振,需要有不同极性的电抗元件。
hzdyl 发表于 2013-9-28 14:36 | 显示全部楼层
jz0095 发表于 2013-9-26 19:24
感觉这个电路不是谐振类振荡器,像是多谐类。

这个电路,运放没有工作在负反馈状态,不算是运算放大电路,是个比较器而已。
即使可以震荡,也不是正弦波振荡,而是比较器方式的类似方波。

评论

pjy
赞同  发表于 2013-9-28 23:37
 楼主| jz0095 发表于 2013-9-26 19:24 | 显示全部楼层

感觉这个电路不是谐振类振荡器,像是多谐类。

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 楼主| jz0095 发表于 2013-9-26 19:15 | 显示全部楼层
pjy 发表于 2013-9-14 22:45
电感和电容可以理解为是构成负阻的主要因素,电感和电容释放能量的过程可理解为负阻的特性,这是符合负阻的 ...

又看了一遍,补充几句。
并联LC对负载释放能量具有负阻特性,但是这跟反馈式负阻不是一回事。LC释放能量的负阻不能保证能量的增长,它只适合等效为信号源。振荡能量的增长靠的是器件的负阻,即信号源负载的负阻。

关于Rnet自动变小的因果关系,“线性振荡分析”一文中,Rnet=re+Rin,Rin<0。起振中,re>0,re=ue/i,i是谐振电流,起振中i是自动单调增长的,对应的就有re自动减小,Rnet就自动减小向负变。

这里没有考虑Rnet与频率精准的关系,观察的是谐振下的特性。
Lgz2006 发表于 2013-9-26 16:36 | 显示全部楼层
0095你主动提交论述,其他人就是评审,你就要释疑咱就要挑刺儿
老抽评走火入魔,老九---删帖,6398---不提,pjy说意乱情迷,王五说精神可嘉,我说稍安勿躁

想要掌声啊,自己和自己玩儿吧
 楼主| jz0095 发表于 2013-9-26 11:46 | 显示全部楼层
Lgz2006 发表于 2013-9-26 09:03
首先你要端正认识和态度------
创建或证明一个理论需要一整套,而否定它只需破其一点或环——

Lgz2006,"首先你要端正认识和态度”

端正态度这句话应该送给你。你真的要放下自持的居高临下的态度,心平气和地讨论,少说多余的话,否则让人看着是很可笑的。
我举得例子已经很明白,输出阻抗、z参数、负阻都不需要实体;负阻、传输阻抗可以没有损耗。e的re对电流增长的阻碍等效为电阻,哪里来的损耗?你凭什么要把损耗强加给它?这是等效,该是什么性质就是什么性质,你难道要负阻、有放大功能网络的z传输阻抗都有损耗?你的这一认识是误区。
Lgz2006 发表于 2013-9-26 09:03 | 显示全部楼层
首先你要端正认识和态度------
创建或证明一个理论需要一整套,而否定它只需破其一点或环——

如果是普通意义上的阻抗ωL,也不需用再做什么论证
问题是,现在的re是R01!必是能够消耗能量的实体元件或电路——它要去平衡R_

文中,re的问题大了去了
 楼主| jz0095 发表于 2013-9-26 08:46 | 显示全部楼层
Lgz2006 发表于 2013-9-16 21:25
先说re吧
192楼不符合欧姆!一,欧姆不适用于交流瞬时值;二,积分值的欧姆式只是借用了个形式;三,欧姆电 ...

等效是利用欧姆定律的形式:z=u/i,量纲是欧姆,具体的含义视情况而定。这种例子比比皆是。例如,运放的输出电阻,负阻,z参数的端口阻抗,等等。甚至z参数不同端口的u、i 比值也可以等效,例如z21、z12正反向传输阻抗。等效物可以是无实体、不消耗能量的;稳态可以有稳态的等效,瞬态可以有瞬态的等效。
re的等效是没有问题的。
 楼主| jz0095 发表于 2013-9-24 10:05 | 显示全部楼层
“起振的数值动态分析和电感动态反电动势的等效”一文已上传至首帖。
此文作为前一篇的参考[8],名字有改变。
xianjie6554 发表于 2013-9-23 11:13 | 显示全部楼层
学习了,不错

评论

欢迎点评、提意见。  发表于 2013-9-26 08:47
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