介质振荡器

水力振荡器的工作原理及频率选择作者：水力振荡器的工作原理及频率选择来源：水力振荡器的工作原理及频率选择发布时间：2008/11/13 10:24:07水力振荡器的工作原理及频率选择水力振荡器的种类不同，其工作原理也不同。

现介绍目前国内常用的赫姆霍尔兹(Helmholtz)腔形水力振荡器的工作原理及频率选择。

(1) 工作原理水力振荡器的振荡作用是在赫姆霍尔兹空腔内发生的。

当一股稳定的连续高压水射流由喷嘴d1射入，穿过一轴对称腔室，经喷嘴d2喷出时，由于腔室内径d 比射流直径大得多，因此，腔内流体流动速度远小于中央射流速度，在射流与腔内流体的交接面上存在剧烈的剪切运动。

如果是理想流体，则在交接面上速度不连续，存在速度间断面。

而对于实际流体由于粘性的存在，交接面两侧的流体必然会产生质量交换与能量交换，交接面上速度是连续的，但在其附近存在一个速度梯度很大的区域。

在此区域内因剪切流动而产生涡流。

由于是轴对称的圆孔射流，故涡流线将构成封闭的圆环，涡流以涡环的形式生成和运动。

在剪切层区产生了涡流，射流中心处(剪切内层)的流速会更高，腔室壁面附近(剪切外层)的流速将更低，根据伯努力方程，内层压力降低，外层压力升高，在压差作用下，促使腔室壁面流体的向心流动，涡旋将随射流向下游移动。

射流剪切层内的有序轴对称扰动(如涡环等)与喷嘴d2的边缘碰撞时，产生一定频率的压力脉冲，在此区域内引起涡流脉动(这也是一种扰动)。

剪切层的内在不稳定性对扰动具有放大作用，但这种放大是有选择的，仅对一定频率范围内的扰动起放大作用，如扰动频率满足这个范围，则该扰动将在剪切层分离和碰撞区之间的射流剪切层得以放大。

经过放大的扰动向下游运动，再次与喷嘴d2的边缘碰撞，又重复上述过程。

碰撞产生的扰动逆向传播，实际上是一种信号反馈现象。

因此，上述过程构成了一个信号发生、反馈、放大的封闭回路，从而导致剪切层大幅度地振动，甚至波及射流核心，在腔内形成一个脉动压力场。

目录1、绪论 ......................................................................................................................... 错误！未定义书签。

2、电容三点式振荡器 ......................................................................................... 错误！未定义书签。

2.1反馈振荡器的原理和分析................................. 错误！未定义书签。

2.2 实验原理............................................... 错误！未定义书签。

2.3电路元件选用........................................... 错误！未定义书签。

2.4三极管N2221A的工作原理................................ 错误！未定义书签。

3、仿真实验内容和步骤.................................................................................... 错误！未定义书签。

3.1组建仿真电路和调整电路静态工作点....................... 错误！未定义书签。

3.2测电路的振荡频率和幅度................................. 错误！未定义书签。

3.3数据分析及仿真结果..................................... 错误！未定义书签。

3.4误差分析............................................... 错误！未定义书签。

LNB一般我们所说的“天线”是0.25m、0.45m或者4m、6m甚至更大的比较常见的锅面天线。

其实那些都不是真正意义上的天线，是直观上看到的天线反射器（面）；真正的“天线”是高频头里被馈源包围的，只有像探针那么小的振子，被称作天线振子或者耦合振子，简称振子。

而我们常常把接收电波的反射器和高频头这一整套设备叫做天线是不科学的。

由此可知，常见的卫星电视接收天线包括两个部分，一个是反射器，一个是高频头。

高频头又包括两个部分，天馈和高放。

天馈是无源部分，由馈源和振子组成。

馈源又叫做谐振波导构成的辐射器，振子安插在馈源中间。

振子的长短与所接收电波的波长有关，振子长度应该是所接收的波长的1/4左右。

拿最常见的抛物面天线来说，锅面的切面成抛物线形，高频头被安装在抛物线焦点上；电磁波从卫星发射出来，投射到反射锅面，由反射面反射到高频头的馈源里。

外形呈圆形的馈源是一个汇集电磁波的喇叭，它的任务就是把抛物面反射过来的电磁波能量收集起来。

拿C波段高频头馈源来说吧（图3），它的体积比较大，大家看起来比较容易理解。

Ku 波段高频头馈源结构一样，就是体积小，馈源盘几乎都是密封的，不太好观察。

圆形的馈源盘至少有两环，有的有三环、五环或更多，就像水面扩散出来的波纹，都是同心圆。

如果是偏馈天线的馈源盘，从中心环到最外环，依次升高，就像梯田一样，所以叫做梯形馈源盘；这是专门为偏馈天线设计的，能最大程度地吸收电磁波能量。

图3馈源盘跟波导管连接，波导管末端是方形的“法兰盘”，波导管里就是天线振子。

由馈源收集的电磁波能量，经过波导管传输到固定的振子上。

波导管末端的法兰盘就是用来连接高放的。

C波段、Ku波段高频头的法兰盘不太一样，C波段高频头上的法兰盘外形和内径都是长方形，内径长×宽是58.2mm×29.1mm；Ku波段高频头上的法兰盘外形是正方形，内径是长方形，内径长×宽是19mm×9.5mm。

X波段隔离结构DRO的设计作者：刘川来源：《价值工程》2011年第14期The Design of X Band DRO with Separated ConstructionLiu Chuan（State Grid，Research Institute of Information Technology & Communication Sgepri，Nanjing 210000，China）摘要：采用ADS和HFSS软件设计了一种X波段隔离结构的介质振荡器（DRO），通过电路仿真得到该电路振荡在8.75GHz，输出功率为9.5dBm，相位噪声为-115.4dBc/Hz@10kHz,-138.3dBc/Hz@100kHz,-167.3dBc/Hz@1MHz。

隔离结构加强了仿真对实物调试的指导意义，降低了调试的难度，并为DRO腔体的小型化提供了一种新思路。

Abstract： The software ADS and HFSS are applied to design a kind of X Band Dielectric Resonator Oscillator (DRO). The simulation shows that the circuit oscillates on the frequency of8.75GHz, the output power of DRO is 9.5 dBm and the phase noise is -115.4dBc/Hz@10kHz,-138.3dBc/Hz@100kHz,-167.3dBc/Hz@1MHz. The isolated construction strengthens the real debugging guide from simulation, lowers the difficulty of debugging and provides a new idea of cavity miniaturization of DRO.关键字：隔离结构介质振荡器相位噪声谐波平衡Key words： isolated construction；Dielectric Resonator Oscillator(DRO)；phase noise；harmonic balance中图分类号：TP39 文献标识码：A文章编号：1006-4311（2011）14-0202-020引言微波频率源是通信、雷达等各种微波系统中的重要部件，在卫星通讯、电力系统自动化等领域也有良好的应用前景。

IEEE microwave magazine October 2009 116Raafat R. Mansour人们需要在可重构系统中使用高性能射频（RF ）可 调谐滤波器以便有效地利用可支配的频谱。

在前置端 接收机中，人们需要这种滤波器来抑制干扰信号并且放 宽对振荡器相位噪声和动态范围的要求。

可调谐滤波器同 样被用来取代具备进行自适应于环境要求这种先进系统概念 中所需求的大型的滤波器组。

对于高功率应用，人们也同样 建议使用可调谐滤波器。

在这种情况下使用可调谐滤波器 的优点是可以抑制来自于功率放大器的谐波。

在大多数 这样的应用中，可调谐滤波器的插入损耗是一个关键 的设计参数。

这个参数在直接影响高功率应用中发 射功率的同时还会影响前置端接收机的噪声系数。

当前这一代无线和卫星系统是在有所制约的诸 如特定的频段，信道带宽，干扰和流量模式这样的 工作条件下进行设计的，从而具有某个特定的功能。

这些系统缺乏捷变性和适应性来改变其运行条件，而 这反过来又制约了它们的性能。

由于蜂窝移动电话目前 具有多频段操作能力，因此，现在大量的研究被导入实 施用于未来无线和卫星通信系统的这样一个类似的功能。

然而，这些通信系统要求使用具有很高Q 值的微波滤波器[1] ，这便要求开发新型的可调谐滤波器结构。

高-Q 值可调谐滤波器的存在也许同样可以对一些通信系统 的制造成本和交货安排产生重大的影响。

这种系统使用多个除了中心频率和带宽之外其它方面均完全相同的滤波器。

通过在生产阶段对所构建的标 准滤波器进行重构以满足所要求的频率安排，从而可以大大地降低制造成本。

在无 线和卫星应用中，交货计划已经成为赢得或失去合同的一个主要的关键因素。

可调高Q 值可调谐 介质谐振器 滤波器_______________________________________________________ Raafat R. Mansour is with the University of Waterloo, Ontario, Canada.84 IEEE microwavemagazine October 2009October 2009 IEEE microwave magazine85图1 不同射频谐振器的相对插入损耗和尺寸（资料来源于[1]）。

超声波振荡器原理
超声波振荡器是一种利用超声波产生振荡的装置。

其工作原理基于超声波在介质中的传播与反射。

超声波是一种频率超过人类听力范围（20kHz以上）的机械波。

当超声波传播到介质中时，会发生折射、散射和反射等现象。

而超声波振荡器利用了超声波反射的特性。

在超声波振荡器中，一个发射器会产生高频的声波信号，这些声波信号被转换成超声波并向介质中传播。

当超声波遇到介质的界面时，部分能量会被反射回来，形成一个反射波。

接收器会接收到反射回来的超声波信号，并将其转换成电信号。

这些电信号经过电路处理后被放大，然后再次通过发射器转换成超声波信号。

这个过程反复进行，形成了一种特定的频率和振幅的振荡。

实际应用中，超声波振荡器常用于测量、探测或清洗等领域。

例如，医学领域中利用超声波振荡器进行超声波检查，可以观察人体内部器官的情况；工业领域中使用超声波振荡器进行材料检测，可以发现材料中的缺陷。

总之，超声波振荡器利用超声波在介质中的传播和反射现象，通过不断地发射、接收和转换超声波信号，产生一种特定频率和振幅的振荡。

这种振荡在多个领域有着广泛的应用。

激光振荡器工作原理探析激光振荡器是激光器中最重要的组成部分之一，它能够提供高质量、稳定的激光束。

在现代激光技术中，激光振荡器已经发展成为具有多种工作原理和各种形式的激光器类型。

下面我们将深入分析激光振荡器的工作原理。

激光振荡器的基本构成激光振荡器由两个谐振腔组成，包括输出镜、激光介质、反射镜和泵浦源。

其中，激光介质被放置在两个反射镜之间，构成一个谐振腔；输出镜可以反射出激光束；泵浦源可以注入能量来使得激光介质得到激发。

激光泵浦的原理激光泵浦过程是激光振荡器中最根本的过程之一，因为它提供了激活条件。

能量被输入到激光介质中，使得极化原子在受到激发后跃迁到一个高能级，然后再释放能量回到一个稳定的低能级。

这种激发与退激发过程被称为激光泵浦过程。

在激光泵浦过程中，能量的传递可以通过多种形式来实现，如电磁辐射，电子束注入和化学反应等。

谐振器的原理谐振器是激光振荡器的另一个重要组成部分，是激光振荡器工作的关键环节。

谐振器的作用是通过反射方式来增强激光束。

它是由两个反射镜组成的，其中一个是部分可透过的反射镜，另一个是全反射的反射镜。

整个激光振荡器的工作原理可以描述为以下几个步骤：1. 初始状态下，激光介质内没有激光束发生，反射镜之间的空腔处于基础状态。

2. 泵浦源向激光介质中输入能量，激光介质得到激发，极化原子被激活。

在介质中形成一个粒子数差异的区域，这个区域可以提供激发辐射的环境。

激光波被产生并通过两个反射镜来回反射，增强激光波能量。

3. 只有当激光波与谐振器的谐振频率相等时，其功率才会不断增加。

谐振器内的反射镜透过的部分允许激光波穿过，而另一个反射镜则反射出光子使得激光波不断往返于反射镜之间。

4. 当辐射场到达一定阈值时，激光波能量将被释放。

此时输出镜将部分反射的激光波反射回激光介质，这使得介质继续处于处于放大状态。

激光波最终将穿过输出镜，以高功率、高稳定性的激光束释放。

总结因此，激光振荡器的工作原理是在激光介质和反射镜之间构造一个谐振腔，采用连续泵浦的方式来激活这个谐振腔。

高周波的工作原理高周波是指频率在3MHz至30GHz之间的电磁波。

在许多领域中，高周波技术被广泛应用，例如通信、医疗、工业加热等。

了解高周波的工作原理对于理解其应用和优势至关重要。

高周波的工作原理基于电磁波的传播和相互作用。

当交流电源施加在高频振荡电路上时，电路中的电子开始以高频率振荡。

这种振荡产生的电磁场会以电磁波的形式传播出去。

高周波的工作原理可以分为以下几个方面：1. 振荡器：高周波振荡器是高周波电路的核心部份。

它能够产生稳定的高频振荡信号。

常见的高周波振荡器包括晶体振荡器、LC振荡器和微带振荡器等。

这些振荡器通过正反馈回路将一部份输出信号反馈到输入端，以维持振荡的稳定性。

2. 放大器：高周波放大器用于增强高频信号的幅度。

放大器通常由晶体管或者集成电路构成。

输入信号经过放大器后，其幅度得到增强，从而使信号能够传输到远距离。

3. 天线：天线是将电磁波转换为空间传播的设备。

高周波信号通过天线辐射出去，并在接收端的天线上被接收。

天线的设计和选择对于高周波系统的性能至关重要。

4. 传输介质：高周波信号需要通过传输介质传播。

传输介质可以是空气、电缆、光纤等。

不同的传输介质对于高周波信号的传输损耗和传输距离有不同的影响。

5. 调制和解调：在高周波通信系统中，信号通常需要经过调制和解调的过程。

调制是将信息信号转换为高频载波信号的过程，解调则是将高频信号转换回原始信号的过程。

调制和解调技术使得高周波通信系统能够传输语音、图象和数据等不同类型的信息。

6. 高周波应用：高周波技术在各个领域中有着广泛的应用。

例如，在通信领域，高周波信号可以传输更多的信息，具有更高的传输速度和更低的传输损耗。

在医疗领域，高周波技术可以用于诊断和治疗，例如超声波检查和高频电疗。

在工业领域，高周波加热技术可以用于快速加热和焊接。

总结起来，高周波的工作原理是基于电磁波的传播和相互作用。

通过振荡器产生稳定的高频信号，放大器增强信号的幅度，天线将信号辐射出去并接收，传输介质传输信号，调制和解调技术实现信息传输。

恒温振荡器使用方法说明书一、产品介绍恒温振荡器是一种常见的实验仪器，用于提供稳定的温度和振荡条件，以满足科研和实验的需求。

本说明书将详细介绍恒温振荡器的使用方法，以帮助用户正确操作并获得准确可靠的实验结果。

二、器材准备1. 恒温振荡器：确保振荡器工作正常、温度控制精准。

2. 试验样品：准备好待测试的样品或溶液。

3. 试管或反应容器：根据实验需要选择相应的容器。

4. 温度计：用于监测温度波动，确保实验过程的精确控制。

三、操作步骤1. 连接电源：将恒温振荡器插入电源插座，并确保电源线没有破损或断裂。

2. 设置温度：根据实验需求，在振荡器的控制面板上调节温度设置按钮，以设定所需的温度范围。

3. 预热振荡器：按下振荡器的预热按钮，待振荡器温度达到设定值后，方可进行下一步操作。

4. 加入试样：将试样或溶液倒入试管或反应容器，确保容器的容积适当，不会溢出。

5. 放置样品：将试管或反应容器稳定地放置在振荡器的样品槽中，确保样品全部浸泡在温控介质中。

6. 设置振荡参数：根据实验需求，在振荡器的控制面板上设置合适的振荡参数，如振荡频率、振幅等。

请注意，不同实验需要的参数可能不同，请仔细阅读实验手册或相关文献。

7. 启动振荡器：按下振荡器的启动按钮，振荡器将开始工作，并根据预设的参数进行振荡。

8. 监测实验过程：使用温度计定期检测样品的温度，并观察振荡器的运行情况，确保温度和振荡参数保持稳定。

9. 结束实验：实验结束后，按下振荡器的停止按钮，将振荡器停止工作。

注意，为了保护仪器和样品，请不要直接触摸振荡器或取出热的样品，待其冷却后再进行进一步操作。

四、注意事项1. 操作前请查阅用户手册，了解产品的具体使用说明和安全警示。

2. 请勿超过恒温振荡器的最大负荷容量，以免损坏仪器。

3. 在操作过程中，严禁将水或其他液体溅入仪器内部，以免引起电障或其他损坏。

4. 请务必将试管或反应容器稳定地放置在振荡器样品槽中，否则可能引起不均匀振荡或倾倒。

电容三点式振荡器武汉理工大学《高频电子线路》课程设计任务书 1 概述振荡器是不需外信号激励、自身将直流电能转换为交流电能的装置。

凡是可以完成这一目的的装置都可以作为振荡器。

一个振荡器必须包括三部分：放大器、正反馈电路和选频网络。

放大器能对振荡器输入端所加的输入信号予以放大使输出信号保持恒定的数值。

正反馈电路保证向振荡器输入端提供的反馈信号是相位相同的，只有这样才能使振荡维持下去。

选频网络则只允许某个特定频率f0能通过，使振荡器产生单一频率的输出。

振荡器能不能振荡起来并维持稳定的输出是以下两个条件决定的；一个是反馈电压Uf 和输入电压Ui 要相等，这是振幅平衡条件。

二是Uf 和Ui 必须相位相同，这是相位平衡条件，也就是说必须保证是正反馈。

一般情况下，振幅平衡条件往往容易做到，所以在判断一个振荡电路能否振荡，主要是看它的相位平衡条件是否成立。

振荡器的用途十分广泛，它是无线电发送设备的心脏部分，也是超外差式接收机的主要部分各种电子测试仪器如信号发生器、数字式频率计等，其核心部分都离不开正弦波振荡器。

功率振荡器在工业方面(例如感应加热、介质加热等)的用途也日益广阔。

正弦波是电子技术、通信和电子测量等领域中应用最广泛的波形之一。

能够产生正弦波的电路称为正弦波振荡器。

通常，按工作原理的不同，正弦振荡器分为反馈型和负载型两种，前者应用更为广泛。

在没有外加输入信号的条件下，电路自动将直流电源提供的能量转换为具有一定频率、一定波形和一定振幅的交变振荡信号输出。

1 武汉理工大学《高频电子线路》课程设计任务书 2 三点式电容振荡器反馈振荡器的原理和分析反馈振荡器原理方框图如图所示。

反馈型振荡器是放大器和反馈网络组成的一个闭合环路，放大器通常是以某种选频网络作负载，是一个调谐放大器。

图反馈振荡器方框图为了能产生自激振荡，必须有正反馈，即反馈到输入端的自你好与放大器输入端的信号相位相同。

定义A为开环放大器的电压放大倍数：A(S)?F(S)为反馈网络的电压反馈系数：Uo(S) Ui(S)Ui’(S) F(S)?Uo(S)Af(S)为闭环电压放大倍数：Af(S)?Uo(s)A(S)? Ui(s)1?A(S)?F(S)在振荡开始时，于激励信号较弱，输出电压的振幅Uo则比较小，此后经过不断放大与反馈循环，输出幅度Uo开始逐渐增大，为了维持这一过程使输出振幅不断增加，应使反馈回来的信号比输入到放大器的信号大，即振荡开始时应为增幅振荡，即：T(jw)?1 因此起振的振幅条件是：2 武汉理工大学《高频电子线路》课程设计任务书A?F?1 ..起振的相位条件是：?A??F?2n? 要使振荡器起振必须同时满足起振的振幅条件和相位条件。

常用微波器件/部件的技术指标及其基本含义一、振荡器概述：近年来，新材料新工艺的进展为微波振荡信号的产生、放大和合成提供了很好的条件。

微波固态振荡电路是通过谐振电路与微波固态器件的相互作用，把直流能量转换为射频能量的装置。

固态振荡器工作电压低、效率高、可靠性高、寿命长、体积小、重量轻，从而在雷达、通讯、电子对抗、仪器和测量等系统中得到广泛的应用。

有人形象比喻微波振荡器是微波系统的“心脏”，可见其在微波系统中的重要地位。

通常把振荡器分为两类：稳频振荡器、自由振荡器（含压控振荡器）等。

稳频振荡器又分为晶体稳频振荡器（晶振、晶振倍频链）、高Q腔稳频振荡器（同轴腔、波导腔、介质）、锁相稳频振荡器（环路锁相、注入锁相、取样锁相、谐波混频锁相）。

同一频率和功率的不同形式的振荡器的成本相差很大，在使用时应该合理选择振荡器的类型。

主要技术指标：1、工作频率范围：指满足各项技术指标的调谐频率范围。

用起止频率或中心频率和相对带宽来表示。

2、频率精确度：振荡器工作频率偏离标称频率的程度。

3、频率稳定度：长期稳定度：指振荡器的老化和元器件的性能变化以及环境条件改变导致的频率的慢变化。

常用一定时间内频率的相对变化来表示。

短期稳定度：与长期稳定度相比，在较小的时间间隔内考察频率源的稳定程度。

常用阿伦方差来表征，以△f/f/μs（或ms）为单位。

4、相位噪声：是短期稳定度的频域表示，它可以看成是各种类型的随机噪声信号对相位的调制作用。

从频域表现来看，频谱不再是一根离散的谱线，而带有一定的宽度。

通常用距离中心频率某频率处单位带宽内噪声能量与中心频率能量的比值来表示，以-dBc/Hz@KHz（或MHz）为单位。

5、杂散抑制：指与输出频率不相干的无用频率成分与载波电平的比值，用dBc表示。

有时也成为杂波抑制。

6、谐波抑制：指与输出频率相干的邻近基波的谐波成分与载波电平的比值，用dBc表示。

7、工作电压：指使振荡器满足各项技术指标时的正常工作电压。

电磁振荡器原理及其应用电磁振荡器是一种基于电磁感应原理产生交流电场和磁场的器件。

它由一个电容器和一个线圈组成，电容器用来储存电能，线圈用来产生电磁场。

电磁振荡器广泛应用于无线电通信、雷达、医疗设备、成像技术等领域。

本文将详细介绍电磁振荡器的原理和应用。

一、电磁振荡器的原理电磁振荡器的原理是基于霍尔茨效应和法拉第电磁感应定律。

当电容器充电时，电场和电荷都被储存在电容器中。

当电容器的电荷被释放时，它会产生一个电流，这个电流会通过线圈并在其周围产生一个电磁场。

电磁振荡器主要由两个元件构成：电容器和线圈。

电容器由两个导体板和一层介质组成，它们被分开，使电荷能在它们之间流动。

Line圈由一个导体线组成，它被形成成一个完整的环。

当电荷从电容器上流动到线圈时，线圈中的电流截面变化，从而产生了一个交变的电磁场。

这个电磁场会被指向电容器引导，产生电子荷移动，从而为电荷提供了电势差，使得电容器中的电容器重新充电。

二、电磁振荡器的应用1.无线电通信在无线电通信过程中，电磁振荡器主要作用是产生固定的频率和幅度的电波信号。

通信设备通过调节电磁振荡器的振荡频率和电流强度，可以产生一系列的电波信号，这些信号可以被接收到并进行无线电通信。

2.雷达雷达是利用电磁波原理来探测周围环境的设备。

电磁振荡器在雷达的探测过程中作用类似于无线电通信，产生一定频率和强度的电磁波信号并将其发送到目标对象，当信号反弹回来时，雷达可以检测到并计算出目标对象的距离和位置。

因此，电磁振荡器是雷达的重要组成部分。

3.医疗设备电磁振荡器在医疗设备中的应用十分广泛，特别是在成像技术中。

例如，核磁共振成像（NMR）就是利用电磁振荡器原理来生成高分辨率的三维成像图像。

医生可以通过这种方式看清人体内部组织器官的情况，可以有效地诊断疾病。

4.成像技术电磁振荡器在成像技术中也有相当的应用，特别是在光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线成像中。

在光学显微镜中，它可以产生高强度的光源，使成像更加清晰；在扫描电子显微镜中，它可以产生高能电子，从而实现更高的分辨率；在X射线成像中，它可以产生高强度的射线，从而实现更高的成像质量。