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技術(shù)專(zhuān)題
阻尼驅動(dòng)振蕩器在RLC電路中的作用
嵌入式開(kāi)發(fā)振蕩器是一種以平衡為中心產(chǎn)生重復運動(dòng)的機制。振蕩器的運動(dòng)以正弦波形表示。在理想的設置中，振蕩將無(wú)限期地進(jìn)行，在正和負最大振幅之間交替。
擺幅是振蕩器的真實(shí)示例。擺錘，吉他弦和彈簧也是如此。這些現實(shí)生活中的振蕩器不會(huì )永久振蕩。受到抵抗其運動(dòng)的力的束縛，振蕩器最終停止運轉。術(shù)語(yǔ)“阻尼振蕩器”描述了逐漸減小的動(dòng)量的振蕩器。但是，如果需要，可以通過(guò)向其施加外部振蕩力來(lái)防止振蕩器停止。
讓我們仔細看看阻尼驅動(dòng)振蕩器的功能。
什么是阻尼驅動(dòng)振蕩器？
阻尼驅動(dòng)振蕩器是一種通過(guò)弱化運動(dòng)來(lái)約束的振蕩器，但是受到外力的支持，從而可以連續運動(dòng)。在物理學(xué)中，阻尼驅動(dòng)振蕩器由下式定義：
RLC電路中的阻尼驅動(dòng)振蕩
串聯(lián)RLC電路作為阻尼驅動(dòng)振蕩器
阻尼驅動(dòng)振蕩是一種在電子產(chǎn)品中經(jīng)常觀(guān)察到的現象。實(shí)際上，電子阻尼驅動(dòng)振蕩器是對各種應用至關(guān)重要的基本模塊。為了了解阻尼驅動(dòng)振蕩在電子設備中的工作原理，讓我們看一下串聯(lián)RLC電路。
在閉合電路中，假設電容器已充電至最大值且電壓源已從電路中移除，則電容器將放電且電流將流經(jīng)電感器。電感器將根據與電流相反的倫茨定律建立起存儲的磁能。
電容器完全放電后，電感器的磁場(chǎng)迫使電流反向流動(dòng)，從而使電容器反向充電。該過(guò)程將重復進(jìn)行，但會(huì )受到電路中電阻元件的阻尼力的影響。
為了補償能量損失，需要一個(gè)正弦信號源以確保RLC電路繼續振蕩。信號源的增加將RLC電路變成了阻尼驅動(dòng)振蕩器。它的響應可以用以下等式表示：
請注意，RLC電路的阻尼驅動(dòng)振蕩器類(lèi)似于為機械振蕩器定義的阻尼振蕩器。
阻尼驅動(dòng)振蕩器和諧振
在共振時(shí)達到最大振幅
這是一個(gè)常見(jiàn)的誤解：阻尼驅動(dòng)振蕩器不一定能夠產(chǎn)生最大振幅，盡管它能夠確保連續振蕩。這完全類(lèi)似于推動(dòng)揮桿可能并不總是導致?lián)]桿擺動(dòng)更高的方式。
為了獲得最大的振蕩幅度，需要以振蕩器的共振頻率驅動(dòng)外力。在RLC電路中，諧振頻率由下式給出：
諧振中的串聯(lián)RLC電路將使電容和電感抗相互抵消，并表現為短路。當交流信號處于諧振頻率時(shí)，電路的阻抗處于最低點(diǎn)，電流以最大幅度流動(dòng)。
諧振阻尼驅動(dòng)振蕩器用于各種應用，例如時(shí)鐘信號源，電壓/電流放大器，RF調諧器以及信號處理。