关于自激的条件探讨

只看该作者 · 2014-9-26 10:05

本帖最后由路过打酱油。。于 2014-9-26 11:07 编辑

jz0095 发表于 2014-9-26 09:05
对比的双方：现有—A；对比方—B）

1）振荡器电路模型

这其实又涉及到了讨论的“大前提”。

先不谈非线性，就以线性为例，实际系统的线性闭环是内含等效噪声源的。微小信号下，噪声源是不可忽略的，而这也是所谓起振的条件之一。只有在振荡信号增大到一定的幅度后，噪声源才可忽略，系统才可被近似地看成是一个无信号源的线性系统（数学上就是一个齐次线性方程）。

此外，任何现实中的系统都有个上电过程，这也就是所谓的初始条件。

初始条件（上电扰动）或噪声源，这些都是振荡器起振的条件之一。

数学模型是个突出系统主要规律特性的理想系统，从这个模型中所得到的结果与实际系统的表现是不可能完全一致的（哲学上本不是一体）。在理想系统上所得到的条件自然就与现实中不等价。不仅如此，如果是两个前提条件不同的理想系统，其也不是严格等价的。所以说，“A”中的条件不能无条件地用到“B”中去，即不能随便等价。

只看该作者 · 2014-9-26 14:32

“A”中的条件不能无条件地用到“B”中去，即不能随便等价。

这A、B是指我对照双方的A、B吗？如果是，“不能随便等价”指的是什么？

作为工程层面的讨论，初始信号的由来不是深究的内容。我关注的是：起振中，受控输出增长的事实折射出输入的存在，由此导致需要建立等效的信号源。该信号源应该具有怎样的特性，例如能否模拟出控制起振中输出幅度增长所需的变化，那则是另一个内容。

初始信号无疑可以由上电扰动得来；也可以在上电稳定后（无振荡）由噪声输入而来。在实际中，上电扰动和噪声的贡献是可以分剥的。这些不是本讨论重点关注的内容。

只看该作者 · 2014-9-26 14:37

jz0095 发表于 2014-9-26 14:32
这A、B是指我对照双方的A、B吗？如果是，“不能随便等价”指的是什么？

作为工程层面的讨论，初始信号的 ...

不好意思，没仔细斟酌你的“A”和“B”，这里只是拿来一比而已....

建议看一下我的新开帖子：
https://bbs.21ic.com/icview-807696-1-1.html

只看该作者 · 2014-9-29 10:18

3）分析步长、已知条件对结果的影响
测量负阻二极管I-V的负阻特性时，如果测试点步长过大，就会得不到其负阻区间的特性。
同理，对A模型分析的已知量知道的过少，就难以得到正确的变化轨迹。“非充分条件”的不起振，说明Nyquist得出的“不稳定”有可能是“潜在不稳定”，即存在不稳定的可能，而实际上是稳定的。
Nyquist稳定性分析是建立在对传递函数分析基础上的。分析的失效，一个重要原因，是没有结合振荡器负阻网络特性的条件。缺失这个条件下对理论的修正，是我不看好前景的原因之一。供参考。

此外，A的目标是找出起振和稳定的条件，显然这是一个包含动态过程的问题。A解决这个动态过程问题的作法是，建立两个阶段的模型，分别对应于过程的两端状态，不反映过程。对于模拟电路的连续变化特性，在A的模型中没有得到反映。A的分析结果（条件不充分）说明，这种分析过于粗糙。

动态的问题需要作细致的动态分析。作为对比，B从“动态信号源双端口负阻网络”入手，得到负阻网络的重要新特性；结合新特性，建立了振荡器的新等效电路。

只看该作者 · 2014-9-29 10:23

4）B的分析方法、原理的主要亮点

左图是振荡器模型，R_是负阻，R01是动态的源内阻；中图是仿真曲线。由曲线可见，如果仿真的R01步长不够精细，无穷增益将无法显现；右图是起振包络。
别小看这个简单的模型及其仿真，它集众多创新点和新原理于一身。所有的新内容都曾是新分析过程中的坎，因此新结果也会给读者带来理解上的难度。
.
主要亮点：
模型中，形式上没有信号源的电路，仍需要等效出信号源（与A“模型可以不需要信号源”的原理不同）；
分析是动态的、连续的（符合模拟电路特性连续的要求；A分析不连续）；
动态，体现在源内阻R01是变量（A没有基于“变源内阻”原理的分析）；
采用了S’参数的动态电路仿真（之前没见过S’参数原理的应用）；
动态分析了双端口负阻网络的特性（A分析无此内容）；
改变源阻抗导致的增益变化下，电路仍然可以是线性的（与A“增益改变电路必是非线性的”原理不同）；
负阻由反射入射信号所体现，它本身不产生信号（与A“负阻产生信号”的原理不同）；
建立了“动态信号源下双端口负阻网络”的振荡器模型；
基于新原理发明了新振荡器仿真方法；
.
仿真得到的新结论：
无穷增益发生在回路净阻Rnet=0条件下，无穷增益是瞬态量，不会引起幅度的突变，与事实相符（A没有此结论，也没见过事实验证）；
稳态时增益S21’=1，由增益连续变化而来（A得不出线性稳态增益=1的条件及数学表达）；
稳定区间是Rnet<0的负阻区（A的负阻模型认为，Rnet=0“点”是稳定条件，即B对应的无穷增益条件；对A反馈模型，起振条件是增益无穷，稳定条件是增益=1，也就是说，增益压缩量为无穷！可能吗？）；
稳态的相位斜率>0、GD<0，这与Rnet<0区间相对应（A没有此结论）；
振荡的新判据：S21’=1，GD<0（即，稳态增益发生在净负阻区间）；
R01的物理模型与电感反电动势e有关（A没涉及e的贡献）；
等等。

只看该作者 · 2014-9-29 10:31

本帖最后由 jz0095 于 2014-9-30 07:14 编辑

5）B分析与实际的对照
B仿真中增益的变化和新解释可以在起振的包络中得到体现：包络斜率存在非单调变化，仿真增益幅度也存在非单调变化；包络幅度的连续变化，验证了仿真无穷增益的瞬态性。

如果增益如A的线性、非线性说法变化，那么包络的斜率将是：“斜率无变化的线性段”和“斜率单调变化的非线性段”；对应的是“增益无变化的线性段”和“增益被连续递增压缩的非线性段”，即增益不存在非单调变化。

可见，B的分析与“包络斜率的非单调变化”和包络的变化更接近。

B的理论并不完善，但它至少展示出了：掌握振荡器的特性越充分，分析出的结果就越可靠。

没有最好，只有更好。

（完）

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