Site Loader

Содержание

Проект — ASG. Генератор второй гармоники

Генераторы второй оптической гармоники (ВГ) используются для преобразования длины волны фемтосекундного лазерного излучения.

СпецификацииОписаниеОпцииFAQСферы примененияВидео

 ASG-O
(для осцилляторов)
ASG-A
(для усилителей)
Входная длина волны*720-1600 нм
Ширина диапазона перестройки**50-100 нм
Выходная длина волны***360-800 нм
Входная длительность импульса>20 фс
Входная поляризациялинейная, горизонтальная
Выходная поляризациялинейная, вертикальная
Входная средняя мощность
0. 2
<2 мм<10 мм
Эффективность преобразования****20-50%30-50%
Увеличение длительности импульса<100 фс
Размеры280x140x190 мм
* — несколько наборов сменной оптики;
** — с одним набором оптики, зависит от центральной длины волны и длительности импульса;
*** — определяется входной длиной волны;
**** — определяется энергией и длительностью входного импульса.

Генераторы второй оптической гармоники (ВГ) используются для удвоения оптической частоты в широком диапазоне входных длин волн. В качестве источника используются фемтосекундные лазеры на титан-сапфире (Ti:S, от 700-1000 нм), различные твердотельные и волоконные лазеры на 1030-1064 нм, лазеры на основе хром-форстерита (Cr:F, 1230-1270 нм), а также иные лазерные источники ультракоротких импульсов.

Принцип работы генератора основан на генерации второй оптической гармоники. Генераторы имеют высокую эффективность, не искажают качество пучков и обеспечивают стабильное излучение в фемтосекундном диапазоне.

Модельный ряд подразделяется на модели

ASG-O-W для использования с фемтосекундными осцилляторами и модели ASG-A-W с увеличенной входной апертурой для использования с усилительными системами. «W» в названии модели принимает значение центральной длины волны, например, ASG-O-800.

Также рекомендуем

Новости

28.07.2020

Наша команда инженеров нарастила выходную мощность лазеров серии TiF-100 до более чем 3 Ватт на 800 нм, 80 МГц при длительности импульса менее 100 фс. Диапазон перестройки такой системы был расширен до 720-950 нм, по запросу также возможен более длинноволновый диапазон 850-1040 нм. В систему интегрирован высокомощный малошумящий лазер накачки. Такая система хорошо подойдет для самых требовательных […]

02. 09.2019

Инженерами нашей компании и сотрудниками Института синхротронных исследований в Ереване (CANDLE) была произведена установка и наладка фемтосекундного титан-сапфирового осциллятора TiF-100ST-F6 со встроенным лазером накачки и блоком фазовой привязки частоты следования импульсов лазера к опорному РЧ сигналу ALock. Установка была разработана и внедрена в производство благодаря совместному российско-армянскому проекту, поддержанному Фондом содействия развитию малых форм предприятий в […]

Видео

Основы анализа спектра. Улучшенный динамический диапазон. Плюсы и минусы преселекции. Внешнее смешение на гармониках.

Идентификация сигнала

Основы анализа спектра

Страница: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Улучшенный динамический диапазон
Преселектор улучшает динамический диапазон, если наш сигнал достаточно выделен по частоте. При обсуждении динамического диапазона в Главе 6 было сделано допущение, что и большой, и маленький сигналы постоянно подаются на смеситель, и что их амплитуды не изменяются в течение времени измерения. Но, как мы видели, если сигналы достаточно далеко отстоят друг от друга, преселектор пропускает лишь один, отсеивая остальные. К примеру, если бы мы тестировали СВЧ-генератор на наличие гармоник, то преселектор отсеял бы основную моду при настройке анализатора на одну из гармоник. Давайте рассмотрим динамический диапазон на примере тестирования второй гармоники 3-ГГц генератора.

Пользуясь примером из Главы 6, допустим, что сигнал величиной -40 дБм в смесителе порождает вторую гармонику -75 дБн. Нам также известно из наших предыдущих обсуждений, что на каждый дБ изменения уровня основной моды в смесителе, диапазон измерений также изменяется на 1 дБ. Кривая искажений второй гармоники показана на Рис. 7-11. Для нашего примера предположим, что от генератора поступает значительная мощность, и установим входной аттенюатор так, чтобы при измерении основной моды генератора уровень на смесителе был -10 дБм, то есть ниже 1 дБ точки компрессии.
Из графика нам видно, что сигнал -10 дБм на смесителе создаст искажающий компонент второй гармоники -45 дБн. Теперь мы настроим анализатор на вторую гармонику 6 ГГц. Если заграждение преселектора будет 70 дБ, то основная мода на смесителе опустится до -80 дБм. На Рис. 7-11 показано, что для сигнала -80 дБм на смесителе внутреннее генерируемое искажение будет -115 дБн, то есть на 115 дБ ниже нового уровня основной моды -80 дБм.
Это помещает абсолютный уровень гармоники на отметку -195 дБн. Так что разница между основной модой, когда мы на нее настраиваемся, и внутренне сгенерированной второй гармоникой, когда мы на нее настраиваемся, будет 185 дБ! Совершенно ясно, что для гармонических искажений динамический диапазон ограничен со стороны низких уровней сигналов (гармоник) только уровнем шума (чувствительностью) анализатора.

Рисунок 7-11. График искажений второго порядка

Что же насчет верхней, высокоуровневой части диапазона? При измерении основной моды генератора нам надо ограничить мощность, идущую на смеситель, чтобы получить точные показания уровня сигнала. Можно воспользоваться внутренним или подключаемым аттенюатором, чтобы ослабить основную моду на смесителе до некоторого уровня ниже 1-дБ точки компрессии. Однако, поскольку преселектор значительно ослабляет основную моду, когда мы настроены на вторую гармонику, то можно и уменьшить аттенюацию, если нам нужна чувствительность получше, чтобы измерить гармонику.

Уровень основной моды порядка +20 дБм на преселекторе не должен слишком повлиять на нашу способность измерить гармонику.

Любое улучшение в динамическом диапазоне для измерений интермодуляции третьего порядка зависит от разделения тестовых частот в зависимости от полосы преселектора. Как было сказано ранее, полоса типичного преселектора примерно равна 35 МГц в нижней области и 80 МГц в верхней. В качестве ограничивающего значения можно использовать завал типичного ЖИГ-преселектора в 18 дБ на октаву полосы ниже 3-дБ точки компрессии. Так что для определения улучшения динамического диапазона, нам надо узнать, насколько ослабляется каждая основная мода и как это влияет на внутренне генерируемое искажение. Из уравнений для интермодуляции третьего порядка из Главы 6 мы имеем:

(k4/8)VLO

V12V2cos[ωLO — (2ω1 — ω2)]t

и

(k4/8)VLOV1V22cos[ωLO — (2ω2 — ω1)]t.

Глядя на эти выражения, видно, что амплитуда нижней компоненты искажения (2ω1 — ω2) изменяется как квадрат V1 и линейно относительно V2. С другой стороны, амплитуда верхней компоненты искажения (2ω2 — ω1) изменяется как квадрат V2 и линейно относительно V1. Однако, в зависимости от частот сигнала и их разделения, преселектор может ослабить эти две основные моды не в равной степени.

Представим себе ситуацию, изображенную на Рис. 7-12, когда мы настроены на нижнюю компоненту искажения, а две основные моды разделены на половину полосы преселектора. В этом случае тестовый тон нижней частоты лежит у самого края полосы пропускания преселектора и ослабляется на 3 дБ. Тестовый тон верхней частоты лежит выше нижней компоненты искажения на величину, равную полной полосе преселектора, и ослабляется примерно на 21 дБ. Поскольку мы настроены на нижнюю компоненту искажения, внутренне генерируемое искажение на этой частоте понижается в два раза относительно ослабления V1
(2 x 3 дБ = 6 дБ) и на столько же, на сколько ослабляется V
2
(21 дБ). Улучшением динамического диапазона будет сумма 6 дБ и 21 дБ, т.е. 27 дБ. Как и в случае искажений второй гармоники, уровень собственных шумов анализатора тоже должен быть учтен. Для тестовых тонов, очень близко расположенных по частоте, преселектор не дает никакого улучшения, и динамический диапазон будет таким же, как и вовсе без преселектора.

Рисунок 7-12. Улучшение искажений интермодуляции третьего порядка: разделение тестовых частот значительно, относительно полосы преселектора

Обсуждение динамического диапазона в Главе 6 относится к случаю, когда нижняя полоса отфильтровывается ФНЧ. Исключения возникают только тогда, когда определенная гармоника сигнала нижней полосы попадает в диапазон преселектора. Например, если мы измеряем вторую гармонику от 2.5-ГГц основной моды, преселектор нам становится полезен, когда мы настраиваемся на 5-ГГц гармонику.

Плюсы и минусы преселекции
Плюсы преселекции мы с вами уже увидели: это упрощение пользования анализатором, незагроможденная картинка на дисплее, улучшенный динамический диапазон, широкие полосы обзора. Однако, по сравнению с анализаторами без преселекции, есть также и некоторые отрицательные стороны.

Во-первых, преселектор обладает вносимыми потерями, обычно от 6 до 8 дБ. Эти потери вносятся до первой ступени усиления, поэтому чувствительность системы ухудшается на полную величину этих потерь. Вдобавок, когда преселектор присоединен непосредственно к смесителю, взаимодействие рассогласования преселектора и рассогласования смесителя может ухудшить частотную характеристику. Для компенсации этой волнистости необходимо применять определенные калибровочные методы. Другим способом решения этой проблемы может быть включение согласующей прокладки (фиксированного аттенюатора) или изолятора между преселектором и смесителем. В этом случае чувствительность ухудшится на полное значение потерь в аттенюаторе или изоляторе.

В некоторых архитектурах анализаторов спектра устраняется необходимость в согласующем переходе или изоляторе. По мере увеличения электрической длины между преселектором и смесителем, скорость изменения фазы отраженного и переотраженного сигналов увеличивается при заданном изменении входной частоты. Результатом будет более выраженный эффект волнистости. Архитектуры, подобные тем, что используются в приборах серий ESA и PSA, включают в себя смесительные диоды, как составную часть сборки преселектор/смеситель. В такой конструкции обеспечивается минимальная электрическая длина между преселектором и смесителем. В таких архитектурах устраняется волнистость частотной характеристики и улучшается чувствительность системы из-за отсутствия согласующего перехода или изолятора.

Даже помимо взаимодействий со смесителем, преселектор сам несколько ухудшает частотную характеристику. Полоса пропускания преселектора не является идеально ровной, а всегда имеет некоторую волнистость. В большинстве конструкций, развертка подстроечного напряжения подается на преселектор и на гетеродин из одного источника, но механизма обратной связи, чтобы убедиться, что преселектор в точности отслеживает настройку анализатора, нет. Другой причиной посленастроечного дрейфа является собственный нагрев из-за тока в цепи преселектора. Положение центра полосы пропускания преселектора будет зависеть от температуры и градиентов температуры. А это будет в свою очередь зависеть от истории настройки преселектора. В результате, наилучшей равномерности можно добиться, центруя преселектор на каждом сигнале. Функция центровки обычно обеспечивается встроенными средствами анализатора, и включается либо вручную с панели управления при проведении измерения, либо программно в автоматизированных измерительных системах. При активации функция центровки подправляет настроечный ЦАП преселектора, чтобы поместить центр полосы пропускания на сигнал. Спецификации частотной характеристики большинства СВЧ-анализаторов соответствуют реальности только после центровки преселектора, поэтому на практике лучше всего пользоваться этой функцией до проведения амплитудных измерений микроволновых сигналов, чтобы избежать эффекта посленастроечного дрейфа.

Внешнее смешение на гармониках
Мы рассмотрели процесс настройки на высокие частоты, происходящий внутри анализатора. Для внутреннего смешения на гармониках, анализаторы серий ESA и PSA используют вторую гармонику (N=2-) для настройки до 13.2 ГГц, и четвертую (N=4-) для настройки до 26.5 ГГц. Что же делать, если мы хотим провести измерение, лежащее выше максимальной частоты настройки анализатора? В некоторых анализаторах спектра предусмотрен способ обхода внутреннего первого смесителя и преселектора для использования внешнего подключаемого смесителя, дающего возможность проводить более высокочастотные измерения1. При внешнем смешении мы можем использовать более высокие гармоники первого гетеродина. Обычно, у анализатора спектра, который поддерживает возможность внешнего смешения, есть два дополнительных разъема на панели. Порт «Выход гетеродина» поставляет сигнал внутреннего первого гетеродина на внешний смеситель, который использует его высокие гармоники для смешения с высокочастотными сигналами. Выход ПЧ внешнего смесителя подключается к порту «Вход ПЧ» анализатора. И пока внешний смеситель использует ту же ПЧ, что и анализатор, сигнал может быть обработан и отображен внутренними средствами анализатора, точно как и любой другой сигнал, поступающий от внутреннего первого смесителя. На Рис. 7-13 изображена блок-схема использования внешнего смесителя в связке с анализатором спектра.

Рисунок 7-13. Блок-схема анализатора спектра с подключенным внешним смесителем

В Табл. 7-1 перечислены гармонические моды смешения, используемые анализаторами ESA и PSA в различных полосах миллиметровых волн. Смеситель выбирается в зависимости от частотного диапазона. Обычно это стандартные волноводные диапазоны. Существует два вида внешних смесителей на гармониках: с преселекцией и без. Компания Agilent предлагает смесители без преселекции в шести частотных диапазонах: 18 — 26.5 ГГц, 26.5 — 40 ГГц, 33 — 50 ГГц, 40 — 60 ГГц, 50 — 75 ГГц и 75 — 110 ГГц. С преселектором доступны четыре модели в диапазонах до 75 ГГц. Для частот свыше 110 ГГц существуют модели других производителей, для работы с частотами до 325 ГГц. Некоторым внешним смесителям от других производителей требуется ток смещения для того, чтобы установить диоды смесителя на требуемую рабочую точку. Анализаторы спектра серий ESA и PSA могут обеспечить подачу постоянного тока до ±10 mA через порт «Выход ПЧ», чтобы обеспечить смещение и максимально облегчить подготовку к измерению.

Таблица 7-1. Гармонические моды смешения, используемые в анализаторах серий ESA-E и PSA с внешними смесителями

Происходит ли смешение на внутреннем смесителе или на внешнем — проблемы в любом случае одинаковы. Сигнал гетеродина и его гармоники смешиваются не только с радиочастотным входным сигналом, но и с любым сигналом, который может присутствовать на входе. Так могут появиться продукты смешения, попадающие на ПЧ и обрабатывающиеся наряду с другими, нужными сигналами. Есть два способа борьбы с этими нежелательными сигналами. Преселектор, встроенный во внешний смеситель, осуществляет те же самые функции настраиваемого фильтра, что и в анализаторе спектра, только в рамках интересующего частотного диапазона. На Рис. 7-14 показан анализатор спектра и внешний смеситель со встроенным преселектором. Преимущества и недостатки внешнего смесителя с преселекцией практически идентичны таковым в случае преселектора, встроенного в анализатор спектра. Наиболее явным недостатком смесителей с преселекцией является увеличение вносимых потерь из-за фильтра, что выражается в снижении чувствительности измерения. Смесители с преселектором также значительно дороже, чем без него. По этим причинам другой способ борьбы с нежелательными сигналами включается в конструкцию самого анализатора спектра. Эта функция называется «идентификация сигнала».

Рисунок 7-14. Блок-схема анализатора спектра с подключенным внешним смесителем со встроенным преселектором

Идентификация сигнала
Даже при использовании смесителя без преселекции и при работе в тщательно контролируемом окружении бывают ситуации, когда нам приходится иметь дело с неизвестными сигналами. В таких случаях вполне вероятно, что отклик, наблюдаемый на экране, был сгенерирован на гармонике осциллятора или на моде, отличной от той, на которую настроен и калиброван дисплей. Так что у нашего анализатора должен быть способ поведать нам о том, калиброван ли дисплей для этого отклика или же нет. Для примера давайте предположим, что мы пользуемся фильтром Agilent 11970V без преселекции для диапазона 50 — 75 ГГц, который использует смесительную моду 14-. Часть этого миллиметрового диапазона можно увидеть на Рис. 7-15.

Анализатор спектра Agilent E4407B серии ESA-E предлагает два метода идентификации сигнала: сдвиг изображения и подавление изображения. Для начала рассмотрим метод сдвига изображения. Изучая Рис. 7-16, давайте предположим, что мы настроили анализатор на частоту 58.5 ГГц. 14-ая гармоника гетеродина порождает пару откликов, и продукт смешения 14- появляется на экране в правильной точке 58.5 ГГц, а продукт смешения 14+ дает отклик с частотой 57.8572 ГГц, что на 2fIF ниже реального отклика. Поскольку ПЧ анализатора серии ESA равна 321.4 МГц, то пара откликов будет разнесена по частоте на 642.8 МГц.

Рисунок 7-15. Какие из отображаемых сигналов действительные?

Рисунок 7-16. Настроечные линии гармоник для анализатора E4407B серии ESA-E

Предположим, что некоторое представление о характеристиках нашего сигнала мы все же имеем, но точную частоту не знаем. Как нам определить, какой из сигналов верный? Процедура сдвига изображения перенастраивает частоту основной моды гетеродина на величину равную 2fIF/N. Благодаря этому гармоника с номером N смещается на 2fIF. Если мы настроены на реальный сигнал, его соответствующая пара займет на экране то положение, которое он занимал при предыдущем цикле развертки. Если мы настроены на другую множественную пару, сгенерированную какой-то другой гармоникой, то сигнал на дисплее окажется сдвинут по частоте. Анализатор ESA смещает гетеродин в поочередных циклах развертки, что дает две картинки, изображенные на Рис. 7-17а и 7-17б. На Рис. 7-17а реальный сигнал (продукт смешения на 14-) настроен в центр экрана. На Рис. 7-17б показано, как функция сдвига изображения смещает соответствующую пару (продукт смешения 14+) в центр экрана.

Рисунок 7-17а. Центрованная 14-

Рисунок 7-17б. Центрованная 14+

Рисунок 7-17. Два разных прохода развертки, снятые с использованием функции сдвига изображения

Теперь давайте разберем второй метод идентификации сигнала, называемый подавлением изображения. В этом режиме берутся два последовательных цикла развертки с функцией MIN HOLD, которая запоминает меньшее из значений для каждой дисплейной точки (или блока) за оба прохода развертки. Первый проход развертки осуществляется при обычных значениях настройки гетеродина. При втором проходе частота основной моды гетеродина смещается на величину равную 2fIF/N. Как мы видели в предыдущем методе, при этом второй продукт смешения на нужной гармонике попадет точно в то место, где при первом проходе находился отклик реального сигнала. Поэтому здесь трасса сохранит высокое амплитудное значение. Любой ложный отклик, смещенный по частоте, будет заменен на более низкое значение в данной точке. Таким образом, все мнимые и неправильные множественные отклики отобразятся на экране как шум. Это проиллюстрировано на Рис. 7-18.

Рисунок 7-18. Функция подавления изображения позволяет отображать только действительные сигналы

Следует отметить, что оба метода идентификации сигнала используются только для идентификации верных частот. Во время включенной функции идентификации сигнала не следует предпринимать попыток провести амплитудные измерения. На Рис. 7-17 и 7-18 видно экранное сообщение, уведомляющее пользователя об этом факте. Как только мы определим интересующий нас реальный сигнал, функцию идентификации мы выключаем и приближаем изображение сигнала, уменьшая полосу обзора. Теперь можно измерять частоту и амплитуду сигнала. См. Рис. 7-19.
Для проведения точных амплитудных измерений очень важно сперва ввести калибровочные данные для внешнего смесителя. Обычно эти данные поставляются производителем смесителя и представляют собой таблицу потерь преобразования в смесителе, в дБ, определенную для некоторого количества точек частоты в соответствующем диапазоне. Таблица для заполнения вызывается клавишей [AMPLITUDE] и последующим выбором в меню [More], [Corrections], [Other] и [Edit]. После внесения данных потерь преобразования, корректировка применяется путем нажатия [Correction On]. Теперь опорный уровень анализатора откалиброван для сигналов на входе внешнего смесителя. Если присутствуют другие элементы с потерями или усилением, включенные между источником сигнала и смесителем (антенны, кабели, предусилители), частотные характеристики этих элементов следует также внести в таблицу поправок амплитуды.

Рисунок 7-19. Измерение положительно идентифицированного сигнала



1 Более подробно о внешнем смешении см. документ Agilent Application Note 1485, External Waveguide Mixing and Millimeter Wave Measurements with Agilent PSA Spectrum Analyzers.

Страница: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16


Что такое гармоника? Определение из WhatIs

К

  • Эндрю Золя

Что такое гармоника?

Гармоника — это волна или сигнал, частота является целым (целым) кратным частоты того же опорного сигнала или волны. В рамках гармонического ряда этот термин также может относиться к отношению частоты такого сигнала или волны к частоте опорного сигнала или волны.

Основная частота или исходная волна известна как первая, или 1 -я, -я гармоника. Следующие гармоники называются высшими гармониками. Основная частота всех гармоник периодична, и общее количество гармоник также периодично на этой конкретной частоте.

Термин гармоника используется в различных областях, таких как электронная передача энергии, музыка, радио и все технологии, использующие волны в других формах. Их частоты всегда относятся к этим волнам и всегда находятся в целых числах.

Например,  f  представляет основную или основную частоту сигнала переменного тока (AC), электромагнитного поля или звуковой волны. Эта частота измеряется в герцах и представляет собой частоту, на которой она содержит большую часть энергии. Он также может представлять, когда сигнал должен произойти. Если сигнал отображается на осциллографе, форма сигнала будет повторяться с частотой, соответствующей f Гц.

Как измеряется длина волны.

Для сигнала, основная частота которого равна  f , вторая гармоника имеет частоту 2 f . Третья гармоника имеет частоту 3 f и так далее. Кроме того, w представляет собой длину волны сигнала или волны в указанной среде. Вторая гармоника имеет длину волны w /2, а третья гармоника имеет длину волны w /3. Сигналы, возникающие на частотах 2 f , 4 f , 6 f и более, называются четными гармониками. Сигналы на частотах 3 f , 5 f и 7 f называются нечетными гармониками. Теоретически сигнал может иметь бесконечное число гармоник.

Почти все сигналы содержат энергию на частотах гармоник в дополнение к энергии на основной частоте. Если он содержит всю энергию сигнала на основной частоте, то этот сигнал является идеальной синусоидой. Если сигнал не является идеальной синусоидой, то в гармониках содержится некоторая энергия. Некоторые формы сигналов содержат большое количество энергии на частотах гармоник, например прямоугольные, пилообразные и треугольные волны.

Общие формы сигнала.

В беспроводной связи и радиовещании передатчики были разработаны для излучения минимальной энергии на гармонических частотах. Обычно беспроводные устройства используют только одну частоту. Выходной сигнал на гармонических частотах может создавать помехи для других протоколов связи или вещания.

Например, вещательный сигнал на частоте 90,5 мегагерц (МГц) в стандартном диапазоне FM будет иметь вторую гармонику на частоте 181 МГц, третью гармонику на частоте 271,5 МГц, четвертую гармонику на частоте 362 МГц и так далее. Некоторые или все эти гармонические сигналы, в зависимости от их силы, могут нарушить работу других беспроводных служб.

Другое использование гармоники

Harmonic имеет несколько дополнительных значений, в том числе:

Что такое гармонические искажения?

В системах распределения электроэнергии гармонические искажения представляют собой стандартное изменение напряжения и тока в результате изменения частоты. Например, это может быть отклонение от типичных синусоидальных колебаний напряжения или тока.

Что такое гармоническое движение?

В физике гармоническое движение или простое гармоническое движение представляет собой повторяющееся движение — вперед и назад — через центральное или позиционное равновесие. В этом случае максимальное перемещение в одну сторону равно полному перемещению в противоположную сторону.

Интервал каждой завершенной вибрации всегда одинаков. Сила, создающая движение, всегда направлена ​​к центральному положению или положению равновесия. Она всегда прямо пропорциональна расстоянию от него.

Что такое гармонический балансир?

В автомобилях балансир гармоник представляет собой компонент привода, который соединяется с коленчатым валом двигателя. Часто называемый демпфером коленчатого вала, крутильным демпфером или виброгасителем, гармонический балансир помогает снизить вибрацию двигателя. Иногда гармонический балансир также работает как шкив для приводных ремней.

Что такое гармонический ряд?

В математике гармонический ряд описывает расходящийся бесконечный ряд обертонов или гармоник в музыке. В этом сценарии длины волн обертонов вибрирующей струны равны 12, 13, 14 и т. д. основной длины волны струны.

Что такое гармоника в электрическом контексте?

Гармоники описывают искажение нормальных форм сигналов электрического тока. Обычно они передаются нелинейными нагрузками.

Примеры нелинейных нагрузок включают:

  • Зарядные устройства
  • Персональные компьютеры
  • Лазерные принтеры
  • Двигатели и приводы с регулируемой скоростью
  • Импульсные источники питания (SMPS)

Узнайте все о Wi-Fi 6 и 5G на предприятии . Узнайте, почему тактика маршрутизации оптических сетей может изменить правила игры , и взгляните на Рекомендации по проектированию сетей Wi-Fi .

Последнее обновление: ноябрь 2021 г.

Продолжить чтение о гармонике
  • Спектр частот 5G заставляет по-новому взглянуть на стратегии покрытия
  • Как динамический доступ к спектру используется подключенными автомобилями?
  • Реальная стоимость беспроводной мощности
  • Влияние типов шума в системах передачи данных на сеть
  • Обеспечение энергоснабжения центра обработки данных с помощью регулярного обслуживания ИБП
электронная библиотека

Цифровая библиотека представляет собой набор цифровых объектов, таких как книги, журналы, аудиозаписи, видеозаписи и другие документы, доступные в электронном виде.

  • персонализация контента
  • Эффект Хоторна
  • Цикл шумихи Gartner
  • аниме
  • Что такое триада ЦРУ (конфиденциальность, целостность и доступность?
  • Гартнер
  • Большой 4
  • Операционные расходы (операционные расходы)
  • SWOT-анализ (анализ сильных и слабых сторон, возможностей и угроз)
  • Эффект Манделы
  • бизнес-аналитика (BI)
  • цифровой опыт (DX)
  • CD-ROM
  • облачный инженер
  • KLOC (тысячи строк кода)
  • цифровой след
  • криптокошелек (криптовалютный кошелек)
  • VUCA (изменчивость, неопределенность, сложность и неоднозначность)
  • ИТ-стратегия (стратегия информационных технологий)
  • Что такое искусственный интеллект (ИИ)?

Сеть

  • система управления сетью

    Система управления сетью, или NMS, представляет собой приложение или набор приложений, которые позволяют сетевым инженерам управлять сетевыми . ..

  • хост (в вычислениях)

    Хост — это компьютер или другое устройство, которое взаимодействует с другими хостами в сети.

  • Сеть как услуга (NaaS)

    Сеть как услуга, или NaaS, представляет собой бизнес-модель для предоставления корпоративных услуг глобальной сети практически на основе подписки.

Безопасность

  • криптокошелек (криптовалютный кошелек)

    Крипто-кошелек (криптовалютный кошелек) — это программное или аппаратное обеспечение, позволяющее пользователям хранить и использовать криптовалюту.

  • обратная атака грубой силы

    Атака методом обратного перебора — это тип атаки методом перебора, при которой злоумышленник использует общий пароль против нескольких …

  • Защита от эксплойтов Защитника Windows

    Microsoft Windows Defender Exploit Guard — это программное обеспечение для защиты от вредоносных программ, обеспечивающее защиту от вторжений для пользователей ОС Windows 10.

ИТ-директор

  • SWOT-анализ (анализ сильных и слабых сторон, возможностей и угроз)

    SWOT-анализ представляет собой основу для выявления и анализа сильных и слабых сторон организации, возможностей и угроз.

  • ИТ-стратегия (стратегия информационных технологий)

    ИТ-стратегия (стратегия в области информационных технологий) представляет собой комплексный план, в котором излагаются способы использования технологий для удовлетворения требований ИТ и …

  • цифровой прорыв

    Цифровой прорыв — это изменение, которое происходит, когда новые цифровые технологии и бизнес-модели влияют на ценностное предложение …

HRSoftware

  • Эффект хоторна

    Эффект Хоторна — это изменение поведения участников исследования в ответ на их знание о том, что они . ..

  • командное сотрудничество

    Совместная работа в команде — это подход к коммуникации и управлению проектами, который делает упор на командную работу, новаторское мышление и равенство …

  • самообслуживание сотрудников (ESS)

    Самообслуживание сотрудников (ESS) — это широко используемая технология управления персоналом, которая позволяет сотрудникам выполнять множество связанных с работой …

Служба поддержки клиентов

  • персонализация контента

    Персонализация контента — это стратегия брендинга и маркетинга, в которой веб-страницы, электронная почта и другие формы контента адаптированы к …

  • видео для покупок

    Видео с возможностью покупки — это способ, с помощью которого потребители находят товары и совершают покупки по ссылкам в видео.

  • Net Promoter Score (NPS)

    Net Promoter Score (NPS) — это показатель, который организации используют для оценки лояльности клиентов к их бренду, продуктам или . ..

Частоты гармоник

Краткое описание

Введение

Термин «гармоники» относится к основной частоте сигнала. Прежде чем узнать о гармониках, мы должны быть знакомы с некоторыми концепциями волновых форм. Давайте обсудим темы Собственная частота и вынужденная частота.

[адсенс1]

Собственная частота

Когда тело свободно колеблется без приложения к нему внешних сил, то такие колебания называются «собственными колебаниями». Частота, на которой происходят собственные колебания, называется «естественной частотой».

Вынужденная частота

Когда тело колеблется под действием внешней периодической силы, колебания называются «Вынужденными колебаниями». Частота вынужденных колебаний называется «Вынужденной частотой».

Прогрессивные волны

Когда волна непрерывно движется вперед в среде, не отражаясь ни в одной точке пути, это называется «прогрессивной волной».

Стоячие волны

Когда две прогрессивные волны одинаковой частоты и амплитуды проходят через среду в противоположных направлениях, они накладываются друг на друга. Наложенная волна называется «Стоячая волна». В стоячих волнах мы находим узлы и пучности.

Вернуться к началу

 Основная частота

Определяется как самая низкая частота периодического сигнала. Обычно обозначается буквой «f». Другими словами, самая низкая резонансная частота вибрирующего объекта называется «основной частотой».

Наверх

Что такое гармоника?

Гармоника – это частота, кратная основной частоте. Вынужденные резонансные колебания объекта вызывают появление стоячих волн. На собственной частоте он образует стоячую волну. Эти паттерны создаются на определенных частотах, они называются «Гармонические частоты» или «Гармоники».

Звук, издаваемый формой волны на ее гармонической частоте, очень чистый, а на других частотах возникает шум, и чистый звук волн не слышен.

[адсенс2]

Гармоники могут возникать в волнах любой формы, но чаще всего они встречаются только в синусоидальных волнах. Несинусоидальные формы волны, такие как треугольные и пилообразные формы волны, создаются путем сложения частот гармоник. Слово «гармоника» обычно используется для описания искажений, вызванных различными нежелательными частотами, называемыми «шумом», синусоидальной волны.

В каждой гармонике мы находим две позиции, это узлы и антиузлы.

Узел

Узлы — это точки, которые кажутся все еще стоящими вдоль среды. У них нет смещения. Поэтому их называют точками, также называемыми узлами.

Пучности

Частицы, которые претерпевают максимальное смещение между двумя точками. Две точки являются узлами. Здесь один узел положительный, а другой отрицательный. Узлы и пучности показаны на рисунке ниже.

Узлы и пучности встречаются в форме волны. Таким образом, волны имеют в себе гармоническую частоту. Основная частота – это наименьшая частота гармоники. Следовательно, между ними возникает только одна пучность. Этот Antinode является средним из двух узлов. Отсюда мы можем сказать, что гитарная струна производит самую большую длину волны и самую низкую частоту.

Самая низкая частота, воспроизводимая любым инструментом, называется основной частотой. Это также известно как «первая гармоника» волны. Говоря словами о основной частоте, мы можем сказать, что гармоники — это целые кратные основной частоты.

Пример: f, 2f, 3f, 4f и т. д. — это гармоники.

Из-за нескольких целых чисел основной частоты у нас будет n гармоник, таких как 1-я гармоника, 2-я гармоника, 3-я гармоника и т. д.

Первая гармоника

Как мы обсуждали ранее, основная частота также называется первой гармоникой. В первой гармонике у нас есть два узла и один антиузел.

Вторая гармоника

Вторая гармоника состоит из 3 узлов и двух пучностей. Если мы установим узел между двумя узлами первой гармоники, мы можем получить вторую гармонику. В первой гармонике второй узел будет между двумя узлами, первым и последним.

Третья гармоника

Для третьей гармоники, если узел сохраняется на обоих концах жала, результирующая волновая картина состоит из четырех узлов и 3 пучностей. Это означает, что форма волны на третьей гармонике имеет полный синусоидальный период волны и один полупериод. Диаграмма показана ниже.

Наблюдая за приведенным выше обсуждением, мы можем сказать, что числа пучностей равны целым кратным конкретных гармоник. т. е. для 1-й гармоники имеем 1 пучность, для 2-й гармоники 2 пучности и т. д.
Частоты гармоник можно рассчитать по формуле

Скорость = частота x длина волны

V = n x λ

n th гармоника = n x основная частота мы можем рассчитать гармоническую частоту. В волнах есть два типа гармоник: четные гармоники и нечетные гармоники. Например, цилиндр с обеими открытыми сторонами будет вибрировать как на четных, так и на нечетных гармониках, а цилиндр с одной закрытой стороной будет вибрировать только на нечетных гармониках.

Вернуться к началу

Характеристики гармоник

Большинство колебаний, которые мы слышим, вызваны гармониками. Например, музыка звучит как гитара, скрипка и даже человеческий голос. Гармоники также называются гармоническими парциальными. Характеристики гармоник будут зависеть от колебаний прибора или формы волны.

Таким образом, обычно колебания являются причиной возникновения гармоник. Осциллятор — это не что иное, как движущийся или вибрирующий инструмент. Частичные гармоники будут давать другую частоту, чем полные гармоники. Но точная гармоническая частота будет производиться инструментами большой длины и тонкой проводки.

Они воспроизводят ровно одну гармонику. Частоты, кратные целым числам основной частоты, называются гармоническими частотами.

Человеческое ухо не может отчетливо слышать все гармоники. Частоты, отличные от частот гармоник, называются негармоническими частотами. При этом многие гармоники объединяются в звук. Негармоничные звуки слышны человеческому уху.

Пример: Первый: Наш школьный звонок и церковный звонок мы видим регулярно. Во-вторых, старинные поющие чаши — еще один пример, который вибрирует только на гармонических частотах. Другим важным характерным свойством гармоник является то, что все гармоники являются периодическими на основной частоте, и тогда сумма гармоник также периодична на основной частоте.

Вернуться к началу

Гармоники и обертоны

Частота выше основной частоты называется «обертоном». Обычно обертоны существуют в музыкальных инструментах. Овертона будут зависеть от тембра музыкального инструмента. Поскольку тон будет отличаться от одного музыкального инструмента к другому, появление обертонов также будет отличаться. Смешивая/сочетая обертоны, мы можем получить основной тон инструмента.

Обратите внимание на приведенные выше звуковые выходы различных инструментов, скрипки и фортепиано. У них одинаковая частота, поэтому у них одна и та же нота, их обертоны разные, и в конечном счете их звуки тоже разные. Это означает, что обертоны инструмента могут влиять на его звучание. Зубчатая форма волны скрипки означает более резкий звук, в то время как фортепиано производит более чистый звук, близкий к синусоиде.

Вернуться к началу

Отношение длины волны к длине

Чтобы получить отношение длины к длине волны, мы снова увидим все гармоники. То есть первая, вторая, третья гармоники. Все мы знаем, что длина волны синусоиды равна «лямбда». Гармоники также представлены в виде синусоид. Вычислим

Из первой гармоники

Итак, в первой гармонике два конца струны фиксированы, они называются узлами. И когда есть вибрации, проволока движется вверх и вниз, создавая пучность. Так что эта фигура похожа на полусинусоиду. Таким образом, половина длины волны

 

Из второй гармоники

Во второй гармонике две пучности, поэтому есть две петли. Из первой гармоники мы уже вычислили, что одна петля равна половине длины волны. Таким образом, здесь две петли составляют одну длину волны.

От третьей гармоники

В движении третьей гармоники есть три петли, и каждая петля состоит из одной половины длины волны. Таким образом, сумма всех трех петель составляет 3/2 лямбда

Из всех этих гармоник мы можем сказать, что для 1-й гармоники имеем одну пучность, для второй гармоники 2 пучности, для третьей гармоники 3 пучности. Таким образом, для n-й гармоники имеется n пучностей.

Таким образом, выведя формулу для отношения длины к длине волны, мы получим

L=n/2 длины волны

Кроме того, мы можем записать эти формулы, как показано ниже

Для 1-й гармоники: L=1/2-лямбда

Для 2-й гармоники: 2L=2/2-лямбда

Для 3-й гармоники: 3L=3/2-лямбда

Аналогично для n-й гармоники: nL=n/2-лямбда Где ‘n’ — целое число.

Соотношение длины и длины волны в гармониках, а также математическое соотношение, также приведенное ниже в табличном формате

L=n/2 (лямбда)

Вернуться к началу

Недостатки гармоник

  • Гармоники влияют на работу энергосистем. Недостатки гармоник перечислены ниже.
  • Гармоники ухудшают качество электроснабжения в распределительной сети. Это может вызвать несколько негативных последствий.
  • Гармоники могут привести к увеличению эффективного среднеквадратичного тока, что приведет к потере мощности в системе распределения.
  • Совокупное увеличение третьей гармоники вызовет перегрузку в нейтральных проводниках.
  • Гармоники вызывают увеличение уровня шума электрического сигнала.
  • Гармоники могут возмущать напряжение питания, вызывая неправильную работу чувствительных нагрузок.
  • Гармоника вызывает помехи в линиях связи и телефонных линиях.
  • Они влияют на резонанс между индуктивностью источника питания и уровнем емкости конденсаторов коэффициента мощности.

Вкратце, гармоники вызывают следующие ошибки в энергосистеме и телекоммуникационных системах.

  • Оборудование для обогрева
  • Неисправность оборудования
  • Отказ оборудования
  • Помехи связи
  • Неисправность предохранителя и прерывателя
  • Проблемы с процессом
  • Нагрев проводника.

Вернуться к началу

Гармоники Пример

Мы уже знаем, что в нашей повседневной жизни мы сталкиваемся со многими частотами гармоник, здесь мы видим несколько примеров гармоник

 Пример 

Многие осцилляторы, такие как щипковая гитарная струна, будут колебаться на многих частотах, но они не являются гармониками, их обычно называют частичными гармониками. Поэтому, когда мы возьмем длинный и тонкий осциллятор, частоты будут находиться в гармоническом диапазоне. Чтобы узнать точное положение возникновения гармоник, в первую очередь мы должны вычислить основную частоту формы волны.

Возьмем гитарную струну, производящую гармонические частоты. Затем соедините концы струн и зафиксируйте их в конструкции гитары. Таким образом, концы не могут двигаться. Итак, мы уже знаем, что гармонические волны создаются стоячими волнами. Для них есть узел и пучность.

Здесь два конца являются узлами и, следовательно, есть узлы, есть также пучности. так что есть гармоническая частота сама по себе. Таким образом, основная частота является наименьшей частотой, Следовательно, между ними есть одна пучность. Этот Antinode является средним из двух узлов. Отсюда мы можем сказать, что гитарная струна производит самую большую длину волны и самую низкую частоту.

Самая низкая частота, воспроизводимая любым инструментом, называется основной частотой.

alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *