3.3 Ангармонические осцилляторы

В данном разделе приведены лабораторные работы «Осциллятор Дуффинга» и «Осциллятор Ван-дер-Поля».

1. Лабораторная работа «Осциллятор Дуффинга»

Цель работы: исследование осциллятора Дуффинга на пакете Mathcad и редакторе Multisim.

Работа состоит из двух частей:

- первая часть работы выполняется на пакете Mathcad;

- вторая часть работы выполняется на редакторе схем Multisim.

Заданные значения: α (затухание) = 0, 1, 10; β (частота в квадрате) = № варианта от 1 до 25, γ (коэффициент нелинейности) = 0, 1, 10.

1. Набрать на пакете Mathcad программу осциллятора Дуффинга, приведенную на рисунке 3.20, и меняя значения α, β, γ получить временные зависимости, фазовые портреты.

Рис. 3.20 – Программа Mathcad осциллятора Дуффинга, где Х⁽¹⁾- время, Х⁽²⁾- амплитуда, Х⁽³⁾- ускорение

2. На редакторе схем Multisim собрать схему осциллятора Дуффинга и снять временные и фазовые характеристики сигнала (рис. 3.21, рис.3.22а,б).

Рис. 3.21 – Структурная схема осциллятора Дуффинга

а) б)

Рис. 3.22 – Характеристики осциллятора Дуффинга: а) временная; б) фазовая

Выводы:

Результаты исследования внести в таблицу 3.3.

Таблица 3.3 – Результаты исследования

Затухающие ангармонические колебания возникают при α≤0, γ=-10;-100, а возрастающий гармонический при α=10;100 γ=-10;-100.