负电容分支电路压电分流阻尼特性研究
负电容压电分流阻尼系统的能量耗散特性
:
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f 6)
(0 7 40 2 ) 20 0 19 8
。
收稿 日期 :2 0 0 7—1 2 修 改 稿 收 到 日期 :0 8— 2—2 2— 3 20 0 9 第 一 作 者 张 文 群 男 , 士 , 士 后 ,9 3年 生 硕 博 17
振
动
与
冲
击
第2 7卷第 1 O期
J 0URNAL OF VI BRAT 0N AND S 1 HOCK
负 电 容 压 电 分 流 阻 尼 系 统 的 能 量 耗 散 ห้องสมุดไป่ตู้ 性
张文群 , 张 萌 , 吴新跃
40 3 ) 3 0 3
( 军 T 程 大学 船 舶 与 动 力 学 院 ,武 汉 海
yE L
中 , 电容 分支 电路 的阻尼 技术 以其 电路 结构 简 单 , 负 具 有 宽频带 振动抑 制效果 而引起 关注 。林 志¨ 。 。采用传 递
函数法 推导 了简 支 梁 的 压 电分 流 阻 尼 结 构 , 频 响 函 其 数 在采用 负 电容 支 路 时将 会 获 得 最 小 值 , 为 其 不 存 认 在 频 率 依 赖 性 , 获 得 较 宽 频 带 的 阻 尼 特 性 ; ru 可 Ma s c N u ae 采用 振动 方程研 究 比较 了串联 负 电容 技 术 e bu r 的阻尼特 性 , 明负 电容 电感 电 阻分 流 技 术 具 有 最 优 表 的阻尼性 能 ; i 等 。 Km ’ 究 了采 用 负 电容 电阻 的压 电 研 分 流阻尼 噪声 控 制 技 术 , 明这 种 技 术 对 低 频 宽 频 带 表 噪声抑 制有 明显效果 。对 压 电 系统不 同负 电容 分 支 电 路 时 阻抗 特性 还 未 见 全 面 分析 比较 , 文 将 从 不 同负 本 电容分 支 电路 压 电 系统 机 械 阻抗 出发 , 取 各 自的能 获
基于压电分支阻尼的多模态电路被动控制的研究和应用_刘莹
第31卷第3期2007年6月南京理工大学学报Journal of Nanjing U niversity of Science and Technology Vo.l 31N o .3June 2007收稿日期:2006-01-10 修回日期:2007-03-10作者简介:刘莹(1982-),女,河南洛阳人,硕士,主要研究方向:振动控制、信号处理,E -m a i:l li u .y i ng9@zte .co m.cn ;通讯作者:卜雄洙(1966-),男,吉林延吉人,教授,博士生导师,主要研究方向:测控技术,虚拟仪器,E -ma i:l buxu105@ma i.l n j ust .edu .cn 。
基于压电分支阻尼的多模态电路被动控制的研究和应用刘 莹,卜雄洙,庞俊恒(南京理工大学机械工程学院,江苏南京210094)摘 要:该文对基于压电阻尼技术的结构多模态振动控制进行了探讨和研究,从理论上对其能量转换技术,即压电阻塞电流分支电路原理及其优化电路进行了分析和说明。
最后以根部粘贴有压电陶瓷片的悬臂梁结构为例,设计了相应的阻塞电流分支电路,并对该结构的一阶和二阶模态振动控制进行了实验研究和数据分析。
结果表明:可以对2个振动模态同时进行衰减,减振效果良好。
关键词:被动控制;压电分支阻尼;阻塞电流电路;悬臂梁中图分类号:TN 712 文章编号:1005-9830(2007)03-0300-04St udy and Applicati on of Passive Control ofM ulti pleM ode Based on Piezoelectric ShuntDa m pi ngLI U Y i ng ,BU X i ong -zhu ,PANG Jun -heng(Schoo l o fM echan ical Eng ineeri n g ,NUST,Nan ji n g 210094,China)Abst ract :The v i b ration contro l for m ulti p le m ode of structure based on piezoelectric da mp i n g tech -n ique i s discussed.I n theor y ,t h e blocking c ircu it f o r the ener gy conversion technique and its opt-i m ized circu it are described.A t w o -m ode shunt c ircu it is designed and i m ple m en ted f o r an exper-i m ental supported cantilever bea m.It is sho w n that the t w o v ibration m odes o f the str ucture are re -duced si m ultaneousl y and the better resu lt is obta i n ed .K ey w ords :passive contr o ;l piezoelectric shunt da m pi n g ;b l o ck i n g c ircu i;t cantilever bea m 压电材料的机电耦合特性使其在结构的智能化和振动控制中得到了广泛的应用。
负阻尼效应
负阻尼效应负阻尼效应是一种非常有趣的物理现象,它在许多领域中都有着重要的应用。
本文将从基础概念、物理机制、应用领域等多个方面来探讨负阻尼效应。
一、基础概念在讨论负阻尼效应之前,我们需要先了解一下阻尼的概念。
阻尼是指物体在运动中因摩擦、空气阻力等因素而损失能量的过程。
阻尼可以分为线性阻尼和非线性阻尼两种类型。
线性阻尼是指阻力与速度成正比,而非线性阻尼则是指阻力与速度的平方成正比。
在很多情况下,阻尼是不可避免的,因为它可以使物体的运动逐渐减缓,最终停止下来。
然而,在某些情况下,我们希望能够减小阻尼的影响,甚至让物体的运动更加稳定。
这时候就需要用到负阻尼效应了。
负阻尼效应是指在特定的物理系统中,阻尼可以产生与速度相反的反向力,从而使物体的运动更加稳定。
这种效应是非常重要的,因为它可以帮助我们解决一些实际问题。
二、物理机制负阻尼效应的物理机制比较复杂,但可以通过一些简单的例子来理解。
考虑一个简单的弹簧振子。
当弹簧振子受到阻力时,它的运动会逐渐减缓,最终停下来。
但是,如果我们在弹簧振子上加上一个非线性的反馈回路,就可以产生负阻尼效应。
具体来说,我们可以在弹簧振子上安装一个负阻尼器,它可以根据振子的位移和速度来产生一个反向的力,从而抵消阻力的影响。
这样一来,弹簧振子的运动就可以更加稳定。
在实际应用中,负阻尼效应还可以通过其他方式来实现。
例如,在一些机械系统中,可以使用非线性的弹簧和阻尼器来产生负阻尼效应。
在电路中,负阻尼效应可以通过使用反馈电路来实现。
总之,负阻尼效应的物理机制是非常复杂的,需要根据具体的应用场景进行分析。
三、应用领域负阻尼效应在许多领域中都有着重要的应用。
以下是一些例子: 1.机械系统在机械系统中,负阻尼效应可以用于改善振动和噪声。
例如,一些高速旋转的机器往往会产生很大的振动和噪声,这时候可以使用负阻尼效应来减小它们的影响。
此外,在一些精密仪器中,负阻尼效应也可以用于控制机械部件的运动。
2.电路在电路中,负阻尼效应可以用于提高信号稳定性和减小噪声。
负电容电路
负电容电路
负电容电路是一种在电子领域中常见的组件,它具有一些特殊的性质和应用。
在这篇文章中,我们将深入探讨负电容电路的原理、特点以及应用。
我们来了解一下什么是负电容。
在传统的电路中,电容器存储电荷的能力被认为是正值。
但是在一些特殊情况下,电容器的存储电荷的能力可能会表现为负值,这就是负电容。
负电容并不是一个真实存在的组件,而是通过一些技术手段实现的一种效应。
负电容电路的原理可以通过一些复杂的数学公式来描述,但在这篇文章中我们将尽量避免使用数学公式,以便更容易理解。
简单来说,负电容电路可以在某些情况下表现出与正常电容器相反的效应,例如在一些特定频率下,负电容电路可以使电流和电压的相位发生变化。
负电容电路的特点之一是它可以用来调节电路的频率响应。
通过合理地设计负电容电路的参数,可以使电路在特定频率下增益增加或衰减,从而实现对信号的滤波和调制。
另一个特点是负电容电路可以用来提高电路的稳定性和性能。
在一些需要对电路进行精确控制的应用中,负电容电路可以帮助实现更精确的信号处理和数据传输。
除了以上提到的特点,负电容电路还具有一些其他的应用。
例如在
无线通信系统中,负电容电路可以用来提高接收信号的灵敏度和抗干扰能力;在功率电子领域中,负电容电路可以用来实现高效率的功率转换和控制。
总的来说,负电容电路作为一种特殊的电子组件,在电子领域中具有重要的应用价值。
通过合理地设计和应用负电容电路,可以实现对电路性能的优化和提升,为各种电子设备和系统的正常运行提供支持。
希望通过本文的介绍,读者对负电容电路有了更深入的了解,能够在实际应用中发挥其作用。
智能结构的负电容压电被动控制_沈星
受夹介电常 数;上 标 E 表 示 压 电 元 件 的 电 学 边 界
条 件 为 电 学 短 路 ;上 标 S 表 示 压 电 元 件 的 机 械 边 界
条件为机械夹持。
根据电学原理有
烄E
=-
V L
S
=
u L
烅 I
=
AddDt
(3)
烆C0S =ε3SL3A
式中:V 为压电 元 件 两 端 电 压;L 为 压 电 元 件 的 厚
1 压电结构的机电模型
假 设 贴 有 压 电 片 的 受 控 结 构 是 弹 性 的 ,只 有 单
自由度,作单模态 振 动,则 该 结 构 在 传 递 函 数 分 析
上 可 以 看 作 如 图 1 所 示 的 质 量 块 弹 簧 阻 尼 系 统 ,压
电元件在整个系统中充当阻尼元件的一部分。
根 据 机 械 动 力 学 原 理 ,可 以 列 出 该 结 构 的 动 力
effect
压电被动控制就是利用压电材料的正压电效 应,将机械振动的 机 械 能 转 化 为 电 能,通 过 压 电 器 件 两 端 并 联 一 个 分 流 电 路 来 实 现 电 能 的 消 耗 ,从 而 对机械振动系统提供抑制振动的阻尼的作用。传 统 的 分 流 电 路 为 纯 电 阻 或 电 阻 电 感 电 路 ,但 是 对 于
方程为
M
d2u dt2
+Cddtu
+
KEu
=
F
+FP
(1)
式中:M 为结构的等 效 模 态 质 量;C 为 结 构 的 机 械
损失因子;KE 为没 有 粘 贴 压 电 元 件 时 结 构 的 等 效
图 1 受 控 结 构 的 机 电 模 型
基于拓扑优化的压电分流阻尼抑振实验研究
析和实验。在悬臂梁的第一 阶弯曲振 型下, 悬臂 梁的 上 表面或 下表 面各 区域 的应 变情 况 相 同 , 拉 伸 或压 为
缩应 变 , 其 上 表 面或 下 表 面 任 何 位 置 处 粘贴 压 电元 在 件 , 电元 件受悬 臂梁 诱发 产 生 的变 形 与悬 臂 梁一 样 , 压 在第 一 阶弯 曲振 型下 位于 同一 表 面 的压 电元 件 各 区域
振
第2 第 1 9卷 2期
动
与
冲
击
J OURNAL OF VI BRA ̄ ON AND HOC S K
基 于拓 扑优 化 的压 电分 流 阻尼抑 振 实验 研 究
杨智春 ,孙 浩
707 ) 10 2
( 西北工业 大学 航空学院 , 西安
摘 要 :将结构拓扑优化引入压电分流振动抑制中, 以压电元件的分布面积为设计变量, 压电元件产生的电荷最
化准则 。
15m 其它 材料参 数见 表 1 . m, 。
表 1 材 料 参 数
Tab。 a ̄ 1M a ar m e lp a  ̄
本文 在上 述研 究 基 础上 , 取 悬 臂 梁 结构 为 抑 振 选 目标结构 进行 压 电元 件拓 扑优化研 究 , 采用 R L串联 型 压 电分 流 电路 为 基 本 的压 电分 流 阻尼 系统 , 压 电元 对 件的拓扑 优化 进 行 了理 论分 析 和 实 验 研 究 , 减 振 效 使 果得 到 了十分 明 显 的 提高 , 证 了对 压 电分 流 抑 振 技 验
臂梁压 电分流阻尼抑振效果。结果表 明, 对压 电元件进行拓扑优化可以明显提高压 电分 流阻尼 系统 的抑振效果 。 关键词 :压电分流 ; 拓扑优化 ; 振动控制 ; 能量转换
基于压电分支阻尼的多模态电路被动控制的研究和应用
量 转换技 术 , 即压 电 阻塞 电流分 支电路原 理及 其优 化 电路进 行 了分析 和说 明。 最后 以根 部 粘 贴
有 压 电陶瓷 片的悬臂 梁结 构 为例 , 计 了相应 的 阻塞 电流 分 支 电路 , 设 并对 该结 构 的一 阶和 二 阶 模 态振动 控 制进行 了实验 研 究和数 据 分析 。结 果表 明 : 以对 2个振 动模 态 同时 进行 衰减 , 可 减
控制技 术 由于其 结构 简单 , 于实现 , 易 不需 要大 功
率能源等优点而广泛的应用于各个工程领域。这 种技 术 的基本 原 理 是 … : 用 压 电元 件 ( Z 的 利 P T)
收稿 日期 :0 6一 1—1 20 O 0 修 回日期 :0 7— 3—1 20 0 0
作者简介 : 刘莹 (9 2一) 女 , 18 , 河南洛 阳人 , 硕士 , 主要研究方 向: 振动控制 、 信号处理 , — a : i. i 9 t.o E m i l yn @z cm. l u g e c; n 通讯作者 :卜 雄洙 ( 96一) 男 , 16 , 吉林延 吉人 , 教授 , 士生 导师 , 博 主要研 究方 向 : 测控技 术 , 虚拟仪
J n 0 7 u e2 0
基 于 压 电 分 支 阻 尼 的 多模 态 电路 被 动 控 制 的研 究 和 应 用
刘 莹,卜 雄洙 , 庞俊恒
( 南京理工大学 机械_ 程学院 , T 江苏 南京 2 0 9 ) 10 4
摘
要 : 文对基 于压 电阻尼技 术 的结构 多模 态振 动控 制 进 行 了探 讨 和研 究 , 理 论 上对 其 能 该 从
振 效果 良好 。 关 键词 : 被动控 制 ; 电分 支阻尼 ; 压 阻塞 电流 电路 ; 悬臂 梁
压电分流阻尼控制精密机械结构振动的研究
在 电子 、 学 、 算 机 、 空 航 天 等 高 精 尖 技 术 快 光 计 航 速发展的今天 , 各种精密仪器设 备、 半导体芯 片和微机 电系统( E S 等精密机械设备都需要有一个高度安 MM) 定 的结构 平 台 。在这 类精 密 仪 器 和 精 密 机械 设 备 的生 产 和使用 过 程 中 , 即使 是 人 体 难 以对抑制效果 的影 响 , 了在高频 微振动情况下 , 振动响应 幅值对压 电分 流电路 的抑振效果 的影 响。实 验结 研究 结构 果表明 , 改进 的压电分流阻尼技术 能有 效抑制 HD D驱动臂及磁 头的瞬态和稳态振动响应 。
关键词 :压 电分流 ; 振动控制 ; 负阻抗变换器 ; 硬盘驱 动器 中图分类号 :T 5 5 0 2 B3 3 8 文献标识码 :A
1 压 电分 流 阻 尼 技 术 的 改 进
压 电分 流 阻尼技 术 的基 本原 理是 利 用 压 电 材 料 的 正压 电效应 , 结构 振 动 的机 械 能 转 变 成 电介 能 , 将 通过 分流 电路 中 的 电 阻 发 热 而 将 电介 能 转 化 为 热 能 消 耗 掉 , 而对 机 械 振 动 系 统 提 供 抑 制 振 动 的 阻 尼 作 用 。 从 压 电分流 阻尼 技术 的 抑振 效 果 主要 决 定 于 与 压 电元 件
成部 分 包括 压 电 电压源 、 电元 件 固有 电容 、 部 电路 压 外
的电感 和 电阻 。在 根据 结构 的动 力 学 特 性参 数设 计 压
电分流电路时 , 需要 对外部分流 电路 中的电感和 电阻 进行 参 数优 化 和调 节 。 由于压 电分 流 阻 尼 系统 的抑 振 效果取决于分流 电路 的谐振效果 和品质 因数 , 因此分 流 电路 的 电感 和 电阻值 的精 确 性 就 成 为 决定 分 流 阻 尼 抑振 效 能 的关键 。 压 电分 流 电路 中的 电阻 和 电感 的工 作 电流 频 率 等 于 结构 的振 动 频 率 , 工 作 电流 频 率 的大 小 对 电 阻 和 而 电感 的阻抗 有一 定 影 响 。在超 过 1 z的高 频 交 流 电 MH 路 中 , 考 虑 电 阻 元 件 的 趋 肤 效 应 及 其 等 效 电感 和 要 等 效 电容 的影 响 。 这 时 , 阻器 变 为一 个 直 流 电阻 电 与分布 电感 串联 , 后再 与 分 布 电容 C 并联 的等 效 然 电路 , 图 1 a 所示 , 于在 电路 中应 用最 为广 泛 的非 如 () 对 线绕 电阻器——碳膜 电阻 , 其等效电感和等效 电容值 大约 为 L 0 0 H ~ . 5 R= . 1 0 0 H, R=0 1 F~5 F 根 C .p p。 据 压 电分 流 电路 参 数 优 化 计 算 结果 J经 过 优 化 后 的 ,
负电容电路
负电容电路
负电容电路是一种特殊的电路,它的电容值是负数。
这种电路的存在是由于电容器的极板之间的电场可以被反向极化,从而产生负电容。
负电容电路在电子学中有着广泛的应用,例如在滤波器、振荡器、放大器等电路中都可以看到它的身影。
负电容电路的实现方法有很多种,其中最常见的是使用运算放大器。
运算放大器是一种高增益、高输入阻抗、低输出阻抗的电子元件,它可以将输入信号放大到很高的电压水平。
在负电容电路中,运算放大器的正输入端和负输入端分别连接一个电容器,这两个电容器的极板之间的电场可以被反向极化,从而产生负电容。
负电容电路的应用非常广泛,其中最常见的是在滤波器中的应用。
滤波器是一种可以将某些频率的信号通过,而将其他频率的信号阻止的电路。
在滤波器中,负电容电路可以用来实现高通滤波器和带通滤波器。
高通滤波器可以将低频信号阻止,而将高频信号通过;带通滤波器可以将某个频率范围内的信号通过,而将其他频率的信号阻止。
除了在滤波器中的应用,负电容电路还可以用来实现振荡器和放大器。
振荡器是一种可以产生周期性信号的电路,而放大器则是一种可以将信号放大的电路。
在振荡器中,负电容电路可以用来实现RC 振荡器和LC振荡器;在放大器中,负电容电路可以用来实现反馈放大器和运算放大器。
负电容电路是一种非常重要的电路,它在电子学中有着广泛的应用。
通过对负电容电路的研究和应用,我们可以更好地理解电容器的工作原理,从而为电子学的发展做出更大的贡献。
负电容电路
负电容电路
负电容电路是一种非常特殊且引人瞩目的电路结构,它在电子学领域具有重要的应用价值。
在这篇文章中,我们将深入探讨负电容电路的原理、特点以及应用。
让我们来了解一下什么是负电容。
在传统的电路理论中,电容是一个存储电荷的元件,它的电压和电荷量成正比。
而负电容则是一种特殊的电容,它的电压和电荷量呈负相关关系。
负电容的存在使得电路具有了独特的性能和功能,为电子学领域的发展带来了新的可能性。
负电容电路通常由电容、电感和电阻等元件组成,通过合理的连接和调节,可以实现一些传统电路无法完成的功能。
例如,负电容电路可以用于频率选择和信号处理,可以实现信号的增益和滤波等功能。
在通信、雷达、无线电等领域,负电容电路被广泛应用,发挥着重要作用。
负电容电路还可以用于模拟电路的设计和仿真。
通过引入负电容元件,可以实现一些传统电路无法实现的功能,如频率变换、相位调节等。
这为电路设计师提供了更多的选择和灵活性,有助于提高电路的性能和稳定性。
在实际应用中,负电容电路还可以用于传感器、滤波器、振荡器等电路的设计。
通过合理地设计和调节负电容电路,可以实现不同的
功能和性能要求,满足工程实际应用的需求。
总的来说,负电容电路是一种非常特殊且有趣的电路结构,它在电子学领域具有重要的应用价值。
通过深入研究和实践,我们可以更好地理解和应用负电容电路,为电子技术的发展和创新做出贡献。
希望本文可以帮助读者更好地了解负电容电路,并激发大家对电子学领域的兴趣和热情。
压电分流阻尼技术
压电分流阻尼技术压电分流阻尼技术是一种新型的结构减振技术,它利用压电材料的特殊性质,将结构的振动能量转化为电能进行消耗,从而达到减振的目的。
该技术具有结构简单、能耗低、响应速度快等优点,已经在建筑、桥梁、飞机等领域得到了广泛应用。
压电分流阻尼技术的原理是将压电材料与结构相连接,当结构发生振动时,压电材料会产生电荷,从而消耗振动能量。
为了提高减振效果,通常会采用多个压电材料进行分流,将振动能量分散到不同的压电材料中进行消耗。
此外,还可以通过改变压电材料的电场强度来调节减振效果。
压电分流阻尼技术的应用范围非常广泛。
在建筑领域,可以利用该技术减少地震、风载等自然灾害对建筑物的影响。
在桥梁领域,可以利用该技术减少车辆行驶时对桥梁的振动影响,提高桥梁的安全性能。
在飞机领域,可以利用该技术减少飞机在飞行过程中的振动,提高飞行的舒适性和安全性。
压电分流阻尼技术相比传统的结构减振技术具有很多优点。
首先,该技术结构简单,不需要复杂的控制系统和传感器,降低了成本和维护难度。
其次,该技术能耗低,可以通过改变电场强度来调节减振效果,从而实现能耗的最小化。
此外,该技术响应速度快,可以在短时间内对结构的振动进行有效的控制。
当然,压电分流阻尼技术也存在一些局限性。
首先,该技术需要使用压电材料,而压电材料的价格较高,限制了该技术的应用范围。
其次,该技术的减振效果受到环境温度、湿度等因素的影响,需要进行定期维护和检测。
总的来说,压电分流阻尼技术是一种非常有前途的结构减振技术,具有广泛的应用前景。
随着压电材料技术的不断发展和成本的降低,该技术将会得到更广泛的应用。
负电容电路
负电容电路引言负电容电路是一种特殊的电路,与正常的电容电路不同。
它具有一些独特的特性和应用。
本文将详细介绍负电容电路的原理、特点和应用领域。
负电容电路的原理负电容电路是利用非线性电感元件与电容元件的结合,通过相互作用产生负效应。
在负电容电路中,电感元件与电容元件的相位差为180度,导致电容电流的相位滞后于电压。
负电容电路的特点1.频率依赖性:负电容电路的特性与频率密切相关。
在不同频率下,负电容电路表现出不同的阻抗特性。
2.负阻抗性:负电容电路具有负阻抗,这意味着它可以表现出与传统电路完全不同的行为。
3.非线性性:负电容电路的特性与电压和电流之间的关系呈非线性特性。
负电容电路的应用1. 信号处理负电容电路可以在信号处理中起到关键作用。
它可以用于滤波、幅频调制等应用。
例如,在音频设备中,负电容电路可以用来处理特定频率范围的信号,使其更加纯净和清晰。
2. 静电缓冲负电容电路可以用于静电缓冲。
在静电场中,负电容电路可以吸收或释放电荷,从而平衡电荷分布。
这对于电子设备的保护和电路的稳定性非常重要。
3. 射频电路在射频电路中,负电容电路的频率依赖性十分重要。
它可以用于带通滤波器、陷波器等射频电路中,帮助选择或排除特定频率的信号。
4. 模拟计算负电容电路在模拟计算中也有广泛的应用。
它可以用于电压控制振荡器(VCO)、混频器等电路中,以实现电路的模拟计算功能。
负电容电路的设计和分析设计和分析负电容电路需要考虑电路中的元件参数、频率和电压等因素。
以下是负电容电路设计和分析的一般步骤:1.确定电路的频率范围和电压要求。
2.选择合适的电感元件和电容元件,满足电路要求。
3.使用电路分析工具,如示波器和频谱仪,对电路进行分析和测试。
4.根据分析结果进行调整和优化,以获得期望的电路性能。
负电容电路的应用案例1. 混频器混频器是一种常见的负电容电路应用。
它通常用于无线通信系统中,将不同频率的信号混合在一起以产生新的频率。
2. 电压控制振荡器电压控制振荡器是一种使用负电容电路实现的电路。
负电容电路
负电容电路
负电容电路是一种电子电路,其特点是在某些特定的情况下,电路中的电容看起来像是负电容。
这种电路可以用于频率选择和信号处理等诸多应用。
较早的负电容电路采用了短路法或缓慢变化的直流电压,以使电容变得负数。
但这种方法易受温度变化、寄生电感等因素的影响,因此不太实用。
后来发展出了一个新的负电容电路:基于二极管的负电容电路。
这种电路中,二极管的非线性电容和电压外斜率被利用,使得整个电路的等效电容看似为负。
这就是负电容电路的原理。
负电容电路由三个关键组件构成:二极管、电感和电容。
二极管的非线性电容随电压而变化是实现负电容电路的核心。
电感则用于调整电路的谐振频率,并使得整个电路在不同的频率下表现出不同的等效电容。
电容则在一定程度上作为辅助组件,帮助完成对电路的调整与滤波。
应用方面,负电容电路常用于收音机、卫星通讯等方面。
在接收模拟信号时,信号经过负电容电路可以被滤波并增强,提高接收信号的质量。
在数字通讯领域,负电容电路可以作为滤波器,帮助过滤掉带宽以外的干扰信号,并从大量的噪声源中提取有用的数据。
总之,负电容电路是一种非常实用的电路技术,可以帮助我们实现各种电路的优化与实现。
虽然负电容电路的实际应用相对较少,但随着科技的发展和人们对信
号质量的要求越来越高,它的应用前景也愈加广阔。
阻尼振荡电路的研究与应用分析
阻尼振荡电路的研究与应用分析引言:阻尼振荡电路是电子领域中的一种重要电路,它具有广泛的应用。
本文将从阻尼振荡电路的原理、特点以及应用等方面进行分析和研究。
一、阻尼振荡电路的原理阻尼振荡电路是由电感、电容和电阻组成的。
在该电路中,电容和电感构成了振荡回路,电阻则起到了阻尼的作用。
二、阻尼振荡电路的特点1. 频率可调性:通过改变电容或电感的数值,可以调节阻尼振荡电路的频率,使其适应不同的应用需求。
2. 稳定性:阻尼振荡电路具有较好的稳定性,能够在一定范围内保持稳定的振荡频率。
3. 能量转换:阻尼振荡电路能够将电能转换为磁能和电能,并且在振荡过程中能量的损耗较小。
4. 波形纯度:阻尼振荡电路的输出波形较为纯净,能够满足一些对波形要求较高的应用场景。
三、阻尼振荡电路的应用1. 无线通信领域:阻尼振荡电路在无线通信领域中被广泛应用,如射频发射器和接收器等设备中的振荡电路。
2. 时钟电路:阻尼振荡电路可以作为时钟电路的基础,用于计算机、电子设备等领域,提供稳定的时钟信号。
3. 传感器:阻尼振荡电路可以用于传感器中,通过检测电路的振荡频率变化,实现对温度、压力等物理量的测量。
4. 振荡器:阻尼振荡电路也可以作为振荡器使用,用于产生稳定的振荡信号,广泛应用于音频设备、发光二极管等领域。
四、阻尼振荡电路的优化与改进为了提高阻尼振荡电路的性能,研究者们进行了一系列的优化与改进。
例如,采用新型材料制作电感和电容,以降低电路的损耗;设计更加精确的控制电路,提高电路的稳定性等。
五、结论阻尼振荡电路作为一种重要的电路结构,在电子领域中具有广泛的应用。
通过对其原理、特点和应用的研究与分析,可以更好地理解和应用该电路。
随着科技的不断进步,阻尼振荡电路的性能将会得到进一步的提升,为各个领域的电子设备带来更多的便利和创新。
负电容效应
负电容效应负电容效应(negative capacitance effect)是指某些材料在一定间隔电压下呈现出的负电容特性的现象。
简单来说,它的表现就是在外加电压下,电容的电荷会“反向”积累,导致电容所储存的能量增加而不是减小。
这就像把盛水的容器翻转过来,水却能够从底部倒出来一样,因而也被称为“反电容效应”。
这种现象虽然听起来有些让人哭笑不得,但事实上,它在电子领域却有着巨大的应用潜力。
因为在高速电路中,电容的负载加快了系统的响应速度,能有助于提高系统的性能。
而更好的电容性能通常也意味着更低的电能消耗。
负电容现象最早正式提出是在20世纪90年代初,由加拿大政府地球物理学家Lev Landau所发现的。
他的研究表明,某些材料的电子会在特定的电场条件下,呈现出类似于响应电场的“反向”效应,产生负电容的特性。
他的工作为研究人员探索电容分类和电路设计提供了非常重要的切入点,也为发展高速、高效的微电子技术铺平了道路。
近年来,研究人员通过先进的实验技术和理论分析,发现负电容效应的应用潜力非常广泛。
例如,将负电容引入当前的传统电容设计中,可以使得电路的响应时间大大缩短,在继电器、电子键盘、电容触摸屏等应用场合中均有广泛地应用。
此外,将负电容作为传感器和电测量器件的基础也不乏实例。
但是,负电容的发现和应用也带来了许多挑战。
例如,负电容极其复杂,需要通过精确的物理建模和仿真技术才能真正理解它的行为和机制。
此外,由于负电容的瞬间工作过程具有高速,高频率和低噪声等特性,因此需要专门的电路设计和纳米尺度下的加工技术,才能将负电容技术真正应用到高速微型电子器件中。
总之,虽然负电容的实际应用仍相对有限,但这个领域的潜力是巨大的。
未来,随着新材料和新技术的涌现,负电容效应有望成为高速微电子和信息技术的重要驱动因素之一。
基于极点配置参数优化的压电分流阻尼抑振研究
二十世纪 9 年代以来利用压 电材料正压 电效 o 应 的压 电 分 流阻 尼 技 术 的 研 究 逐 渐 兴 起[ , 为 1 作 叫]
一
利用分流电路所产生的阻尼效应 , 其机理是 由压电
元 件的 固有 电容 和外 部并 联 电路 中 串联 的 电阻及 电 感 组成 一 个谐 振 电路 , 电感 存 储 由结 构 振动 的 机械
全一致的, 以在对压 电分流电路进行参数 优化设 所
计 时 只能确 定其 中之 一 为 主要 优 化 目标 , 以传 递 函 数 幅值为优 化 目标 的方法 称之 为传 递 函数参 数 优化
方法, 以衰减系数为优化 目标 的方法称为极 点配置
参 数优化方 法 。对于 传递 函数 参数 优化 方法 国内外
以 系统 自由振 动 响应 的 衰减 系数 最大化 为优 化 目标 , 用极 点 配置 参数 优 化 方 法 对传 递 函数 中的 采
参 数进行优 化 分析 , 解 出压 电分流 电路 中电感元件 和 电 阻元件 的优 化值 。 分析 结 果应 用于一 柔 求 将
性 悬臂 粱结, 验证 了用极 点 配置 参 数优 化 法进 行 压
已有 了较 多 的研 究 [ , 7 本文 以带 R 串联压 电分 流 ]
阻 尼系统 的柔性 悬臂 梁 系统振 动控 制 的理 论及 实验 研究 为例 , 索极 点 配置 参 数 优 化方 法 在 压 电 分流 探
振动 控制 系统设 计 中的应 用 。
1 压 电分流 电路的机 电耦合 系统
, 、
其 中各 参数 定义 如下
() 1
,
= O √ 茜= = J^ = √ ,/ n 一
负电容压电阻尼振动系统控制器参数研究
关键词 :负电容 ; 电耦合系数 ; 机 振动控制
中 图 分 类 号 :T 5 5 P 3 文 献 标 识 码 :A 文 章 编 号 :10 -7 7 2 1 ) 90 4 -3 00 98 ( 0 1 0 -0 40
Re e r h 0 he c n r l r p r m e e s 0 he p e o lc r c s a c n t o t ol a a e t r f t iz e e t i
4 4
传感 器与微 系统( rnd cr n coytm T cnlg s Tasue dMi ss ehooi ) a r e e
21 0 1年 第 3 0卷 第 9期
负 电容 压 电 阻尼振 动 系统控 制器 参 数 研 究
马 小陆 王 涛 , ,王 兵
(. 1 安徽工业大学 电气信息ห้องสมุดไป่ตู้院 , 安徽 马鞍 山 23 0 : 4 0 2
2 中 国 人 民 银 行 马 鞍 山市 中心 支 行 , 徽 马鞍 山 23 1 ) . 安 4 0 1
摘
要 :实验 中发 现负电容 电路参数 对负电容压电阻尼振动 系统 的振 动幅值 的衰减影 响很 大 , 导了负 推
电容 压电阻尼振 动系统 的振 动幅值 随负电容电路参 数的变化关系 , 并进行 了仿真 和实验研究 , 理论仿真和 实验结果表明 : 电容值越接近于压 电片 的固有 电容 , 负 压电阻尼控制系统的衰减性能越好 , 串联 电阻越 小 ,
( . c o l f nomaina dEeti E g er g An u nv ri f eh oo y na a s a 4 02, hn ; 1 Sh o fr t n l r n i ei , h i i s yo c n lg , ’ nh n23 0 C ia oI o c c n n U e t T 2 C ne r nho ’nh n T eP o l’ a ko hn , ’n h n2 3 1 , hn ) . etrB a c f na a sa , h e pe SB n f ia Ma a s a 4 0 1 C ia C
负电容分流
负电容分流负电容分流在电学领域中,电容是一种非常重要的电子元件。
它可以储存电荷,并且在电路中起到分流的作用。
而在电容的领域中,有一种特殊的电容叫做负电容,它有着独特的性质。
本文将探讨负电容分流的原理及应用。
负电容的定义:对于一个电容器,如果它的电压和电荷量成反比,那么这个电容器就是负电容。
正常情况下,电容器所储存的电荷量和电压呈正比关系,即电容量C = Q/V。
而负电容则恰好相反,电容量C是电荷量Q和电压V的比值的相反数,即C = -Q/V。
这意味着,当电荷量增加时,负电容的电压会下降。
负电容分流的原理:负电容分流原理即通过负电容来分流电路中的电流。
负电容的特殊性质使其能够使电流遵循分流规则,按电路中的比例流过不同的电容。
当一个电路中存在多个负电容时,它们之间的电流分配遵循电容的比例关系,即电流在不同的负电容中按照他们的容量比例分流。
这为电路的设计和优化提供了更多的可能性。
负电容分流的应用:1.通信设备中的信号分流:在通信设备中,信号传输的速度和质量是至关重要的。
负电容分流技术能够有效地将信号分流至不同的电容中,使得信号传输更加稳定和高效。
2.电源管理:电池作为移动设备不可或缺的能量来源,其电流管理是保证设备稳定工作的关键。
通过使用负电容分流技术,可以使电池的电流按照实际需求流向不同的电容,避免能量浪费和不稳定。
3.音频信号处理:音频信号的处理涉及到音频设备的性能和音质。
负电容分流技术可以实现对音频信号的精确调节和分流处理,从而提高音频设备的性能和音质。
4.微电子学领域:在微电子学领域中,负电容分流技术被广泛应用于集成电路的设计和优化。
通过合理地配置负电容,可以实现电路的分流和电荷管理,提高电路的效能和稳定性。
总结:负电容分流技术在电学领域中具有重要的作用。
通过利用负电容的特殊性质,我们可以实现电路中电荷和电流的分流。
负电容分流技术在通信设备、电源管理、音频信号处理和微电子学等领域都有广泛的应用。
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f r n h n e o f u ain a n y e n o a e . I w s fu d t a h e e r h d b t r e e ts u t d c n g r t s w s a a z d a d c mp r d t a o n h tt e s r s f m a et i o l i o e
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Ke wo d : ir t n a d w v y r s vb ai n a e;p e o l cr o iz ee t c;d mp n ;n g t e c p c tn e p i z t n i a i g e ai a a i c ;o t v a miai o
20 0 8年 1 0月
噪
声
与
振
动
控
制
第 5期
文 章 编 号 : 0 15 ( 0 8 0 04 0 1 6— 3 5 2 0 )5— 0 8— 4 0
负 电容 分支 电路 压 电分 流 阻尼 特性 研 究
张 文群 ,张 萌 , 新 跃 吴
( 军工程 大 学 船舶 与动 力 学 院, 海 武汉 40 3 ) 30 3
C mb n t n o h wo f r o l r vd s b t r d mp n e o a c n a q i r a e u n y o i ai ft e t ms c u d p o i e et a i g p r r n e i u t b o d f q e c — o o e f m e r
Da i g Pe f r a c fPiz ee t i h n e y t m t e is mp n ro m n e o e o lc rc S u td S se wi S re h
aHale Waihona Puke r l lNe a i e Ca ct n e Cic t nd Pa al g tv pa ia c r uis e
Ab t a t I e — cie p e o lcrc s u t d da sr c :n s mia tv iz ee t h n e mpi g tc n l g i n e h oo y,s se d mp n e n n t y t m a i g d pe dso he f r ft e n g t e c p ct n e s u t d cr ui .S mia tv h td cr u t t e aie c p ct n e omso h e ai a a ia c h n e ic t v s e — ci e s une ic iswih n g tv a a i c a c u d b i i e n o s re g tv — a a ia c /r ssa c n a a lln g tv — a ct n e r ssa e, o l e d v d d it e sne aie c p c tn e e it n e a d p rle e a ie c pa i c / e itnc i a a d t e s me c aa t rsi q a in i  ̄e u n y r g o se ly d.Th a i g p ro ma c fdi n h a h ce tc e u to n r i q e c e in wa mp o e e d mp n e r n e o f f -
压 电元件具 有机 电相互 转换 的能 力 。在压 电元 件 的两极 , 通过外 接合 适 的分流 支路 , 可形成 机 电振
响 函数 在采用 负 电容 支 路 时 将会 获 得 最 小 值 , 且 而 其 不存 在频率 依赖 性 , 可获得 较宽 频带 的阻 尼特性 。
Mac s ru 等 采 用 振 动 方 程 研 究 比较 了 串联 负 电 容
摘 要: 在半主动 压电分流 阻尼技术 中 , 采用不同形式的负 电容分支 电路时 , 系统具有 不同的阻尼特性 。将负 电容半 主动分支 网络分为 串联 电容 电阻支路和并联 电容 电阻支路 , 采用统 一 的频 域特性方 程。 比较分 析表 明 : 串 联方式 中低频 阻尼性能较好 , 而并联 方式适合 于高频使 用 , 并联方 式的结 合使用 可获得较 宽频带 的阻尼性 能。 串/ 同 时还 获得 了 串并 联 结 构 的优 化 参 数 。 关键词 : 振动与波 ; 电; 压 阻尼 ; 负电容 ; 优化 中图分 类号 : B 2 , 4 24 T 13 0 8 . 1 文献标 识码 : A
Z A G We— u ,Z A G Meg H N nQ n H N n ,删 X nY e i—u ( o eeo S i adP w r N vl nvri f n ier g Wu a 3 0 3 hn ) C l g f hp n o e , aa U ie t o g e n , hn4 0 3 ,C ia l sy E n i