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抑制振蕩器的固有頻率及其補(bǔ)償方法
抑制振蕩器中的固有頻率的工作原理與新年的決議非常相似。除非您正在積極地向振蕩機(jī)制或目標(biāo)中注入能量，否則世界的摩擦將極大地扼殺您的動(dòng)力。
在本文中，我們將研究阻尼和固有頻率的定義，阻尼對固有頻率的影響以及在電子產(chǎn)品中用于補(bǔ)償這些影響的內(nèi)容。
什么是固有頻率和阻尼？
當(dāng)沒有施加外力時(shí)，擺會以其固有頻率擺動(dòng)。
振蕩機(jī)構(gòu)的固有頻率是指未施加驅(qū)動(dòng)力或抵抗力時(shí)的振動(dòng)率。為了更好地理解固有頻率的概念，可以想象一下擺是運(yùn)動(dòng)的。當(dāng)擺錘抬起時(shí)，能量被饋入其中。但是，一旦擺錘釋放，它就會以其固有頻率振蕩。
自然頻率也是電子產(chǎn)品中特別是振蕩器電路中經(jīng)常提到的一個(gè)術(shù)語。RLC電路是最基本的振蕩器之一。要啟動(dòng)振蕩，電容器需要充電。移除電壓源后，LC電路將在沒有外力的情況下振蕩。
當(dāng)RLC電路自身振動(dòng)時(shí)，據(jù)說會以其固有頻率振動(dòng)。通常，固有頻率的振蕩會產(chǎn)生無限長的正弦波形。在其固有頻率下，振蕩將保持相等的幅度，直到被強(qiáng)制停止為止。
理想的振蕩器將永遠(yuǎn)不會遭受其振蕩的衰減，這意味著它將永遠(yuǎn)不會失去能量并停止運(yùn)行。但是，阻尼發(fā)生在現(xiàn)實(shí)世界中，最終使振蕩運(yùn)動(dòng)停止。對于擺錘中的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，RLC電路中的電流以及其他振蕩機(jī)制而言，這是正確的。
阻尼如何影響固有頻率？
對于欠阻尼振蕩器，幅度呈指數(shù)下降。
阻尼是指由于能量耗散而導(dǎo)致的振蕩幅度的減小。因此，更進(jìn)一步，阻尼不僅會影響振蕩幅度的逐漸衰減，而且還會影響振蕩器的固有頻率。取決于振蕩器是過阻尼，臨界阻尼還是欠阻尼，其影響會有所不同。
在RLC電路中，阻尼的影響取決于阻尼系數(shù)，該系數(shù)由下式給出：
α= R / 2公升
當(dāng)R 2 > 4L / C時(shí)，電路將發(fā)生振蕩，從而導(dǎo)致電路過阻尼。同時(shí)，臨界阻尼電路為R 2 = 4L / C。處于臨界阻尼狀態(tài)的RLC電路在平衡之前會振蕩一次。
我們大多數(shù)人對欠阻尼電路（R 2 <4L / C）更加熟悉。阻尼不足的電路隨著時(shí)間的推移以幅度呈指數(shù)減小的方式振蕩。這是擺錘，吉他弦和其他振蕩機(jī)制在現(xiàn)實(shí)生活中的行為方式。
在這三種阻尼模式中的任何一種下，很明顯，振蕩不再堅(jiān)持其固有頻率。阻尼使固有頻率從理想值降低。
補(bǔ)償電子設(shè)備中的固有頻率衰減
晶體管用于補(bǔ)償振蕩器電路中的阻尼損耗。
阻尼振蕩系統(tǒng)在許多應(yīng)用中很有用。例如，您需要對輪胎減震器進(jìn)行減震，以減少不平坦道路上的震動(dòng)。內(nèi)彈簧床墊還具有阻尼振動(dòng)，可提供舒適的睡眠。但是，在某些情況下，您將需要振蕩器以無阻尼的固有頻率工作，尤其是在電子設(shè)備中。
一個(gè)微控制器需要持續(xù)的振蕩脈沖功能正常。RF發(fā)射器也是如此，它使用振蕩波形作為載波信號。使用阻尼時(shí)，信號將隨著時(shí)間的流逝而惡化，從而使電路無法工作。
由于能量守恒定律，未阻尼的振蕩器無法自然顯現(xiàn)。為了維持振蕩頻率和振幅，在振蕩器電路中需要反饋機(jī)制。這就是為什么使用放大器或晶體管來反饋和放大實(shí)際振蕩器電路中的振蕩的原因。還值得注意的是，電壓源永遠(yuǎn)不能在功能性振蕩器電路中移除。