EFIR.COM.UA

Приложение 96.
Некоторые факты и понятия, без которых тяжело обойтись 14.11.2002 г.

1. Принцип Гюйгенса (ПГ). Гюйгенс постулировал, что каждая точка волнового фронта является источником вторичных волн, а новый волновой фронт строится как их огибающая. Гюйгенс объяснил процесс распространения волны от некоторого источника с помощью суперпозиции (интерференции!) излучения "вторичных" источников. Согласно ПГ, каждая точка пространства, в котором существует электромагнитное поле, является источником сферической волны. На достаточно большом расстоянии от источника сектор поверхности сферической волны можно рассматривать как плоскую волну. С другой стороны, согласно ПГ, плоская волна может создавать сферическую волну, например, падая на экран с небольшим, по отношению к собственной длине, отверстием. Изменение формы волны в данном случае является необратимым процессом.

Френель дополнил принцип Гюйгенса представлением о том, что вторичные (было сформулировано применительно к свету) волны могут, как усиливать, так и ослаблять друг друга. Френель дополнил этот принцип положениями о когерентности вторичных источников и интерференции испускаемых ими вторичных волн. Описание возникающих при этом эффектов должно вестись на языке сложения векторных амплитуд вторичных волн.

2. В соответствии с теорией математика Фурье, любой колебательный процесс можно представить в виде спектра частот.

Частотные составляющие спектра - это синусоидальные колебания, каждое из которых имеет свою собственную амплитуду, частоту и фазу. Таким образом, любое, даже самое сложное по форме колебание (например, человеческий голос, заряд-разряд аккумулятора, работу сетевого стабилизированного источника во времени), можно представить суммой простейших синусоидальных колебании определенных частот и амплитуд. И наоборот, просуммировав различные по частоте, амплитуде и фазе синусоидальные колебания можно получить сложный (комплексный) результирующий сигнал.

3. Теоремой вириала называется соотношение, связывающее среднюю кинетическую энергию системы частиц с действующими в ней силами.

Для классической системы материальных точек теорема вириала доказана в 1870 г. Клаузиусом. Если Екин - средняя кинетическая энергия системы частиц, Епот - средняя потенциальная энергия системы частиц, то теорема вириала выглядит как:

Екин = Епот - для гармонических колебаний,

Екин = - Епот/2 - для гравитационного или электростатического взаимодействия.

Теорема вириала записывается как для квантово-механических систем, так и в статистической механике.

Источник: "Физическая энциклопедия", 1 том (М., 1988.). Доказательство теоремы дано, например, в 1-ом томе "Общего курса физики" Д.В.Сивухина (М., Наука, 1989), стр.152.

Таким образом, теорема вириала гласит, что во всякой связанной системе движущихся тел, находящейся в состояния динамического равновесия, средняя во времени энергия их связи Есв друг с другом по своей абсолютной величине в 2 раза больше средней во времени суммарной кинетической энергии движения этих тел относительно друг друга:
Есв = - 2Екин

4. Двухчастотное преобразование f1+f2 описывается простейшей тригонометрической функцией:

Sin(f1+f2)=sin f1cos f2 + cos f1sin f2

Из этой формулы видно, что для того чтоб получить сумму двух частот, необходимо сначала перемножить сдвинутые по фазе на 90 град сигналы, а потом произвести сложение результирующих.

Идеальным вариантом, выполняющим эту операцию на физическом уровне, является двойной балансный смеситель (ДБС) на диодах. Но для наших устройств ДБС не применимы, т.к. обладают свойством подавления четных продуктов нелинейного преобразования. Частным случаем балансного смесителя является диодная вилка, которую применяют в однопроводных линиях - вилка С.В.Авраменко. Несложно сделать вывод, что необходимо максимально разбалансировать частотный смеситель (ЧС) для получения на его выходе всех трех составляющих преобразования. Таким разбалансирующим элементом одного из плеч диодной вилки являлся, например, сейф в опытах описанных в [15] (Стребков Д.С., Академик РосСельХозАакадемии, Директор Всероссийского научно-исследовательского института электрификации сельского хозяйства, «Передача электрической энергии без металлических проводов». Доклад на Международной научно-социальной Конференции «Перспективы сохранения и развития единой цивилизации планеты», 26–31 мая 2002 года, Москва).

Практически, частотное преобразование может осуществляться на любом нелинейном элементе в электрической цепи.

Необходимо отметить, что частотные смесители применяются во многих современных устройствах. Но универсальных методик расчета энергетических параметров ЧС мне до сих пор не попадалось. Хуже того! Проектирование ЧС сводится не к разработке и расчету новых схемных решений, а к анализу готовых принципиальных схем, как нелинейных шестиполюсников и включенных цепей. Разработан ряд методов анализа ЧС: метод передаточной функции, метод степенных рядов, метод анализа слабоинерционных ЧС, анализ ЧС с комплексной нелинейностью, операторный метод, метод нестационарных рядов Вольтера (анализ во временной области) и др.

Утверждается, что энергетика результирующего сигнала на выходе пассивного частотного смесителя может определяться, как одним из входных сигналов, так и комплексом. Последнее очевидно на фотографиях (см. Рис.4.4.1, 4.4.2 доклада «Теоретическое и практическое исследование возможности существования высокоэнергетического гипернизкочастотного электрического поля»).

Сколько их, разных, я изготавливал своими руками, сколько настраивал, ремонтировал, но у меня к ним все больше вопросов! И на все вопросы придется искать ответы, ибо частотный смеситель может оказаться основным элементом в наших устройствах и во многом определит их энергетические характеристики.

Даже такая, казалось бы, простая штука, как диодный амплитудный детектор работает совсем не так, как пишут в учебниках. Это не только при детектировании РВ, а и в обычном АМ радиоприемнике. Как раз при детектировании РВ в высокоомных однопроводных линиях теория более всего совпадает с практикой. Как показывают исследования, чем меньше связь между генератором и детектором, тем "правильнее" с точки зрения теории он работает. Как только во входной цепи появляется реактивность, про теорию приходится забывать. Несложный эксперимент показывает, что форма и длительность импульсов тока диодов не имеют никакого практического значения при детектировании.

При использовании частотных преобразований в реальных устройствах (нагрузках) мы можем использовать все три спектральные составляющие, комбинацию двух, либо только результирующее колебание.

Возможно-ли и если да то как осуществить "прямое детектирование" РВ, т.е., без использования спектрального (частотного) преобразования, я пока не представляю.

14.11.2002