为什么: 自激波形通常不是单一的正弦波?-综合电源技术-世纪电源网社区

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2010-5-28 21:11:19

10问答币

负反馈系统的闭环传递函数表达为：Ｇ（jw）＝Ａ（jw）／（１＋Ａ（jw）Ｆ（jw）），
Ａ（jw）：开环增益
Ｆ（jw）：反馈系数
我们看到自激的波形，通常不是单一的正弦波，而是某种周期函数．为什么不是单一的正弦波呢？可否这样理解：　
系统的特征方程　Ａ（jw）Ｆ（jw）＋１＝０，并不只是唯一解．
１．假如方程Ａ（jw）Ｆ（jw）＋１＝０只有唯一解 w1，　那么自激的波形就是单一的正弦波（其频率＝w1），比如文氏震荡．
２．假如方程Ａ（jw）Ｆ（jw）＋１＝０的解有：w1，w２，w1w３，w４，．．．．．wn．那么这n个频率的傅立叶反变换就是通常我们看到的自激的波形－－－－某种周期函数！
上述是我个人的理解, 对否？请大家指正，谢谢．．

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		2 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-29 08:01:22
		自己顶一下, 我这样理解是否对? 大家是如何理解的呢? 回复 \| 举报 \|

			3 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-29 16:10:09
			请高人帮助解惑一下, 谢谢! 回复 \| 举报 \|

				4 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-29 18:40:08
				问题是不是很简单？怎么没人理呀，郁闷中。。。。回复 \| 举报 \|

					5 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-29 22:25:04
					自己顶一下。。。。回复 \| 举报 \|

						6 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-29 23:23:09
						！回复 \| 举报 \|

						30 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-9-6 10:53:24 倒数9
						Ａ（jw）Ｆ（jw）＋１＝０，Ａ（jw）Ｆ（jw）=-1.。这是个复数，要同时满足幅值为1，相角为-180度，肯定只有唯一解。怎么会有多个解呢？惆怅~ 回复 \| 举报 \|

							31 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-9-6 11:01:38 倒数8
							记得你那个非最小相位 BODE完整判证帖的么？满足幅值大于1，相角为-180度。系统也是稳定的。联系到我这个帖，惆怅了很久。。。回复 \| 举报 \|

								32 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-9-6 11:03:15 倒数7
								满足幅值大于1，相角为-180度既不是系统震荡的充分条件，也不是必要条件~ 不要一看到这个条件，就想到震荡~ 回复 \| 举报 \|

									33 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-9-6 11:08:02 倒数6
									呵呵，那可否这样认为：满足幅值等于1，相角为-180度是系统震荡的充要条件？回复 \| 举报 \|

										34 zkybuaa zkybuaa 离线 LV8 副总工程师积分：5639 \| 主题：50 \| 帖子：3881 访问空间发消息积分:5639 LV8 副总工程师 2010-9-6 12:18:15 倒数5
										呵呵~也不是啊~ 其实，这个问题是及其复杂的，包含了很深刻的数学关系~ 如果展开来分析的话，本贴有加精华的趋势，你说我是在本贴答复呢，还是另开一贴讨论，把精华帖归于我的名下呢？哈哈，开个玩笑~ 今天下午一个老乡来大学新生报到，我要请他父母吃饭，晚上再来答复你~ 回复 \| 举报 \|

											35 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-9-6 13:10:40 倒数4
											好呀，这个帖再写上去就太长了，你重开贴，好好请教下这个问题。它困扰俺很久了。。。。回复 \| 举报 \|

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2010-9-7 15:03:36
倒数3

2位老兄快开贴吧，我一定去拜读哦

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2010-9-7 15:11:15
倒数2

哈哈，你迟到了，已经开了。

		7 xkw1cn xkw1cn 在线 LV7 版主积分：131455 \| 主题：37517 \| 帖子：55635 访问空间发消息积分:131455 版主 2010-5-29 23:23:34
		你做的传递函数只是在理想状态下的表达式。是建立在未变等效概念上的函数；只适合小信号分析。工程中远非如此。回复 \| 举报 \|

			8 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-29 23:31:42
			许工永远都是那么热心，谢谢你的回答！不管是建立什么样的模型，闭环传递函数总能归结上面的形式。模型不同，不同的是Ａ（jw）：开环增益Ｆ（jw）：反馈系数两个函数内部的结构。对于实际自激波形就是：特征方程Ａ（jw）Ｆ（jw）＋１＝０的解的反傅立叶反变换，这个说法，许工是否赞同？回复 \| 举报 \|

				9 xkw1cn xkw1cn 在线 LV7 版主积分：131455 \| 主题：37517 \| 帖子：55635 访问空间发消息积分:131455 版主 2010-5-30 23:10:02
				还有延迟环节。回复 \| 举报 \|

					10 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-31 08:39:44
					许工, 早上好! 请参照下图, 构成电路所有的各种环节, 都已经被包含在: Ａ（jw）Ｆ（jw）＋１＝０中. ( 为了分析上的方便, 先假定系统模型工作某一静态工作点附近的小信号状态下) 回复 \| 举报 \|

						11 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-31 13:11:34
						自己再顶一下,请问1楼如是理解,有问题吗? 回复 \| 举报 \|

							12 xkw1cn xkw1cn 在线 LV7 版主积分：131455 \| 主题：37517 \| 帖子：55635 访问空间发消息积分:131455 版主 2010-5-31 13:20:46
							弱电可以这样仿真，电源电路不可以。因为电源电路里的元件工作范围非常大；不满足微变等效电路条件。如FET；每周期都是由“关”到完全饱和“通”；由通再到关。严重非线性模式工作。系统开环放大倍数受器件自身特性和电源电压调制。回复 \| 举报 \|

								13 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-31 13:48:15
								许工所言极是, 开关电源的建模,分析环路的稳定性, 也通常只是对现实设计的一个"辅佐" 和"参考", 不能完全地依赖这个建模分析, 过多的是通过设定极限条件,经过实验来验证. 其原因就是许工你上面讲的:电源电路里的元件工作范围非常大；不满足微变等效电路条件 . 我1楼所说的 ,不是面向 "开关"电源这个严重非线性模式工作的系统, 而是指满足微变等效电路条件某一弱电系统, 比如简单的音频放大电路．．．．.(怪我在１楼没有说清楚), 系统稍没有设计好就产生自激，喇叭发出刺耳的萧叫，用示波器观察这个自激，就是一组：高频周期震荡，但通常不是单一的正弦波.为什么？　　　回复 \| 举报 \|

									14 xkw1cn xkw1cn 在线 LV7 版主积分：131455 \| 主题：37517 \| 帖子：55635 访问空间发消息积分:131455 版主 2010-5-31 14:45:36
									自激也是振荡过程。所有振荡要满足两个基本条件：1）移相180度。2）系统增益大于1。理论上；只要系统是线性的且满足振荡条件；振荡幅值就会持续无限制增加（发散）。而实际系统永远是有限的，到一定程度；系统就会限制幅值等而使系统在自激振荡点增益减小到1；系统非线性使谐波增加。所以；无论是RC 振荡器、晶体振荡器。。。还是系统自激振荡，如果用线性反馈；输出一定是非正弦的。回复 \| 举报 \|

										15 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-5-31 15:20:19
										所以；无论是RC 振荡器、晶体振荡器。。。还是系统自激振荡，如果用线性反馈；输出一定是非正弦的。这是结论, 其的理论依据从数学上可否按照1楼所说的去理解: 请许工帮助指点,谢谢. 满足系统特征Ａ（jw）Ｆ（jw）＋１＝０的解有n个：分别为: w1，w２，w３，w４，．．．．．wn．那么这n个频率的傅立叶反变换, 换句话说就是这w1，w２，w３，w４，．．．．．wn波形的相互叠家加,形成了通常我们看到的自激的波形－－－－某种周期函数！回复 \| 举报 \|

											16 xkw1cn xkw1cn 在线 LV7 版主积分：131455 \| 主题：37517 \| 帖子：55635 访问空间发消息积分:131455 版主 2010-5-31 18:07:06
											由于你看到的结果；是在系统进入非线性区后表现出来的，所以；你只能用函数判断系统是否稳定；无法计算波形成份。回复 \| 举报 \|

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2010-6-1 08:29:06

对于文氏震荡, 三点式自激震荡 ,都能形成标准的, 稳定的单一频率的正弦波.
该如何解释呢?
( 上述自激震荡,也常常用来形成载波,或者超外差的本振频率...), 如果不能计算频率,那该如何去精确调制或者解调?

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2010-6-1 11:48:35

你自己做一个试试

不用非线性反馈；照样失真！

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2010-6-1 13:18:45

其他的行家们, 也请发个言呀....

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2010-6-3 10:51:43

自己在顶一下, 别嫌我烦. ....请教各位了.

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2010-8-11 17:40:38

蓝天兄，呵呵，我早看到你的帖子一定会顶的，只不过进来论坛才几天而已。其实我觉得我说的方波振荡器和你思考的问题还真像。但是我还是觉的这种已经不能用线性系统的方程描述了。你说的音频功放里的正反馈我不是很了解，但是我想必然是正反馈造成的，但是由于放大倍数虽然确定，但是在输入信号超出电路系统的范围后，放大倍数急剧下降，所以用这些方程来分析波形一定是很困难的。至于理想非门，我觉的可以看做放大倍数是无穷大的，但是是在输入为0是的情况，但其输出又有限。。。总之，目前好像还没有太好的数学工具去描述非线性系统。所以造成了电力电子精确分析的困难。。。在很多情况下，电力电子系统有若干个模型。。就是因为其分时段不同状态下能用某些线性系统逼近。。。

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2010-8-11 19:12:17

默默兄，俺觉得你很强！

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2010-8-12 09:18:53
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难得有人夸我，还是蓝天兄夸的。。。。太激动了。
不过实话实说，我真的是菜鸟，某天示波器没接隔离变压器还差点把自己电着了。还是WSHXXX兄（名字不像你的这么好记）点拨才明白的。。
总之，蓝天兄的鞭策让我向坛子里的高人们努力看齐吧，呵呵（心中还是一阵窃喜啊，说明有进步，至少能蒙蔽下高手了。。

）

		22 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 17:51:03
		顶起来，晚上好好看回复 \| 举报 \|

		24 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 19:52:01
		闭环传函的分母要是特别大的一个值，不一定是0，有个小干扰的话，就会放大，就有可能出现震荡的波形吧回复 \| 举报 \|

			25 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-8-11 20:01:21
			闭环传函的分母要是特别大的一个值，不一定是0？？？是不是笔误呀？回复 \| 举报 \|

				26 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-11 20:13:17
				sorry，是分母特别小，闭环传函的值特别大，呵呵回复 \| 举报 \|

					27 blueskyy blueskyy 离线 LV10 总工程师积分：28371 \| 主题：129 \| 帖子：13401 访问空间发消息积分:28371 LV10 总工程师 2010-8-11 20:20:28
					让我猜着了。打个比如：就象铅笔尖上顶个铅球，铅球能稳定否？铅笔尖就是你的分母。回复 \| 举报 \|

						28 HolyFaith HolyFaith 离线 LV8 副总工程师积分：8856 \| 主题：65 \| 帖子：4687 访问空间发消息积分:8856 LV8 副总工程师 2010-8-12 08:13:46
						呵呵老兄打的这个比方，我只能说是稳不住的，但是要是分母为0的时候，铅球都没地方放啊，回复 \| 举报 \|

							38 powerliu powerliu 离线 LV8 副总工程师积分：4224 \| 主题：79 \| 帖子：1695 访问空间发消息积分:4224 LV8 副总工程师最新回复 2010-9-9 10:01:18 倒数1
							这个我也不知道，进来学习下回复 \| 举报 \|