Автоколивальна система
Автоколива́льна систе́ма — це динамічна система, в якій можуть існувати автоколивання.
Час виникнення автоколивань та їхні параметри визначаються внутрішніми властивостями самої автоколивальної системи. У багатьох випадках її можна розділити на три складники:
- коливальний пристрій, що є носієм коливання;
- джерело енергії, яке підживлює автоколивання;
- клапанний пристрій, що забезпечує надходження енергії від джерела до коливального пристрою.
Наприклад, у механічному годиннику коливальним пристроєм є маятник (4), джерелом енергії — заведена пружина або гиря (1), клапанним пристроєм — анкерна вилка (3) зі спусковим колесом (2).
У генератора високочастотних автоколивань коливальним пристроєм зазвичай є електричний коливальний контур, джерелом енергії — джерело живлення сталого струму, клапанним пристроєм — електронний підсилювач зі зворотним зв’язком.
Щоб коливання були незгасними та періодичними, необхідно виконати дві умови:
- енергія, яка надходить від джерела, має компенсувати втрати в коливальному пристрої за період коливань;
- частки енергії мають вчасно надходити до коливального пристрою.
Ці умови виконуються завдяки колу позитивного зворотного зв’язку, яке керує клапаном живлення коливального пристрою та рівня часток енергії, необхідного для підтримування незгасних коливань. Якщо амплітуда коливань є меншою за усталене значення, енергія, що надходить до коливального пристрою, перевищує втрати за період, унаслідок чого амплітуда зростає. Такий характер позитивного зворотного зв’язку забезпечує самозбудження автоколивальної системи, тобто наростання коливань у ній за будь-яких малих значень. У разі перевищення поточною амплітудою усталеного значення енергія зменшується й амплітуда наближається до усталеного значення, тобто автоколивання є стійкими.
Деякі автоколивальні системи для збудження коливань потребують початкового поштовху (механічного — у годиннику, електронного — у електронному генераторі). Такий поштовх виводить коло позитивного зворотного зв'язку на режим початкового зростання амплітуди коливань. Подальше усталення параметрів автоколивань відбувається, як у попередньому випадку.
Література
- Андронов А. А., Витт А. А., Хайкин С. Э. Теория колебаний. Москва : Физ-мат литература, 1959. 916 с.
- Харкевич А. А. Автоколебания. 2-е изд. Москва : URSS, 2009. 170 с.
