功率放大器:什么是諧振與共振?特斯拉稱(chēng)用它能將地球“一裂為二”?
大家好,今天是Aigtek安泰電子的小科普時(shí)間,我們今天除了講功率放大器,還要聊聊在電子電路、建筑等多領(lǐng)域都會(huì)碰到的兩個(gè)概念——諧振與共振。話不多說(shuō),今天給大家分享一下什么是諧振與共振?它們有什么危害?以及在功放使用過(guò)程中的諧振以及過(guò)電壓現(xiàn)象。
在物理學(xué)里,有一個(gè)概念叫共振,當(dāng)驅(qū)動(dòng)力的頻率和系統(tǒng)的固有頻率相等時(shí),系統(tǒng)受迫振動(dòng)的振幅最大。
早在1898年,特斯拉就發(fā)明了一種小型的機(jī)械振蕩器,進(jìn)行了一場(chǎng)聲稱(chēng)能將地球“一裂為二”的特殊實(shí)驗(yàn),這里用到的就是共振原理。除此之外,共振原理也在收音機(jī)中得到廣泛應(yīng)用。
在電路里的諧振其實(shí)也是這個(gè)意思:當(dāng)電路中激勵(lì)的頻率等于電路的固有頻率時(shí),電路的電磁振蕩的振幅也將達(dá)到峰值。
所以,諧振與共振是同一概念,只是在不同的領(lǐng)域里有不同的叫法而已。
在功率放大器空載和帶載時(shí),諧振會(huì)引起過(guò)電壓。現(xiàn)象就是功率放大器空載電壓小于帶載電壓。產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因就是就是功率放大器內(nèi)部電路的一些電感、電容元件在系統(tǒng)進(jìn)行操作時(shí)可形成各種振蕩回路,在一定的激勵(lì)作用下,會(huì)產(chǎn)生串聯(lián)諧振現(xiàn)象,導(dǎo)致功率放大器系統(tǒng)出現(xiàn)過(guò)電壓。

下面給大家舉個(gè)栗子,信號(hào)發(fā)生器設(shè)置帶寬為1.46MHz,頻率為1Vp-p的正弦波,經(jīng)過(guò)我們的ATA-1372A寬帶放大器放大10倍,Output輸出,我們會(huì)發(fā)現(xiàn)從10kHz到幾百kHz的變化過(guò)程中,輸出的峰峰值都很穩(wěn)定,為10Vp-p,在頻率逐漸變大的過(guò)程中,幅值隨之上升,直到1.46MHz的時(shí)候峰值達(dá)到最高,此時(shí)就是因?yàn)樵?.46MHz時(shí),輸出引起了一個(gè)諧振。

諧振除了會(huì)影響我們功放的電壓輸出造成誤差,它在生活中尤其是建筑、機(jī)械等領(lǐng)域也有著許多危害
早在1940年,塔科馬大橋在通車(chē)不到五個(gè)月便坍塌,其原因就是因?yàn)闃蛎婧穸炔蛔悖谑艿綇?qiáng)風(fēng)的吹襲下引起卡門(mén)渦街,使橋身擺動(dòng);當(dāng)卡門(mén)渦街的振動(dòng)頻率和吊橋自身擺動(dòng)的頻率相同時(shí),引起吊橋劇烈共振而崩塌。

例如,近年來(lái)的虎門(mén)大橋異常抖動(dòng)事件,再到2021年的深圳賽格大廈振動(dòng)事件,究其原因都是因?yàn)橹C振

最后,該如何防止或者破壞電路中諧振的發(fā)生呢?我們給大家總結(jié)了三個(gè)小方法,希望能夠幫到大家。
(1)提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性,由于許多諧振過(guò)電壓是在非全相運(yùn)行條件下引起的,因此提高開(kāi)關(guān)動(dòng)作的同期性,防止非全相運(yùn)行,可以有效防止諧振過(guò)電壓的發(fā)生。
(2)在并聯(lián)高壓電抗器中性點(diǎn)加裝小電抗;用這個(gè)措施可以阻斷非全相運(yùn)行時(shí)工頻電壓傳遞及串聯(lián)諧振。
(3)破壞產(chǎn)生自勵(lì)磁的條件,防止參數(shù)諧振過(guò)電壓。

該款功率放大器是一款理想的可放大交、直流信號(hào)的功率放大器。最大輸出功率720Wp,最大輸出帶寬(-3dB)DC~100kHz,最大輸出電壓180Vp-p(±90Vp),電流可達(dá)8Ap,可以驅(qū)動(dòng)功率型負(fù)載。增益0~60倍數(shù)控可調(diào),一鍵保存常用設(shè)置,可與主流的信號(hào)發(fā)生器配套使用,實(shí)現(xiàn)信號(hào)的放大。

以上就是本次關(guān)于什么是諧振與共振?它們有什么危害?以及在功放使用過(guò)程中的諧振以及過(guò)電壓現(xiàn)象的全部?jī)?nèi)容介紹,你還在生活中遇到過(guò)哪些諧振共振現(xiàn)象呢?歡迎在文章下方留言討論,希望能幫助大家對(duì)功率放大器有更深入的了解,想要了解更多功率放大器的相關(guān)應(yīng)用案例的工程師歡迎繼續(xù)關(guān)注我們~
西安安泰電子是專(zhuān)業(yè)從事功率放大器、高壓放大器、功率信號(hào)源、前置微小信號(hào)放大器、高精度電壓源、高精度電流源等電子測(cè)量?jī)x器研發(fā)、生產(chǎn)和銷(xiāo)售的高科技企業(yè),為用戶(hù)提供具有競(jìng)爭(zhēng)力的測(cè)試方案。Aigtek已經(jīng)成為在業(yè)界擁有廣泛產(chǎn)品線,且具有相當(dāng)規(guī)模的儀器設(shè)備供應(yīng)商,樣機(jī)都支持免費(fèi)試用。如想了解更多功率放大器等產(chǎn)品,請(qǐng)持續(xù)關(guān)注安泰電子官網(wǎng)sillink.com.cn或撥打029-88865020。
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