Parametric oscillator (original) (raw)
En mécanique, un pendule simple à résonance paramétrique est un oscillateur où la force de rappel varie périodiquement.Cette situation dite de Hill (théorie de la Lune), de Mathieu (balancelle) ou de Bloch (électron dans un métal) est fréquemment utilisée en optique, comme convertisseur de fréquences.
| Property | Value |
|---|---|
| dbo:abstract | Při parametrické rezonanci se soustava udržuje v kmitání tím, že se pravidelně mění její vhodný vnitřní parametr. V tomto případě se kývání nohama vsedě anebo pokrčováním nohou vestoje mění moment setrvačnosti houpačky s pasažérem vůči ose rotace. Oproti obyčejné rezonanci jsou zde některé rozdíly: Jeden úplný kmit houpačky je např. od levé krajní polohy přes nejnižší polohu, pravou krajní polohu, opět nejnižší polohu a zpět do výchozí levé krajní polohy. Během něj se ale dítě skrčí dvakrát – jde do kolen vždy, když jde houpačka dolů do nejnižší polohy. Rezonanční frekvence ωp = 2ω. Další zvláštní odchylkou od nucených kmitů je to, že parametrickou rezonancí lze sice zesílit už existující kmity, ale nelze se s ní rozhoupat z naprostého klidu. Matematické vyšetřování takových kmitů je však i v nejjednodušším případě mnohem náročnější. (cs) Ein parametrischer Oszillator ist ein schwingungsfähiges System, auch Oszillator genannt, mit zeitabhängigen Parametern, durch die Eigenfrequenz und Dämpfung verändert werden. Einem Oszillator kann auf diese Weise Energie zugeführt werden, um die Amplitude der Schwingung zu vergrößern. Die Methode der Energiezufuhr wird parametrische Anregung genannt, die Bewegung parametererregte oder auch rheolineare Schwingung. Ein Beispiel ist das Schwungholen bei einer Schaukel durch periodisches Heben und Senken des Schwerpunkts parallel zur Aufhängung. Ein Merkmal einer rein parametrisch erzeugten Schwingung ist, dass sie, im Unterschied zu einer erzwungenen Schwingung, ohne eine anfängliche Auslenkung aus der Ruhelage nicht entstehen kann. Technische Systeme mit zeitabhängigen Parametern finden sich beispielsweise im Turbomaschinen- und Hubschrauberbau.Parametrische Oszillatoren werden in einer Reihe von technischen Systemen eingesetzt, besonders in der Elektrotechnik, beispielsweise beim Bau von rauscharmen Verstärkern. Weiter können sie zur Frequenzwandlung eingesetzt werden. Ein optisch parametrischer Oszillator kann beispielsweise eine eingestrahlte Laserwelle in zwei Strahlungen geringerer Frequenz umwandeln. (de) A parametric oscillator is a driven harmonic oscillator in which the oscillations are driven by varying some parameter of the system at some frequency, typically different from the natural frequency of the oscillator. A simple example of a parametric oscillator is a child pumping a playground swing by periodically standing and squatting to increase the size of the swing's oscillations. The child's motions vary the moment of inertia of the swing as a pendulum. The "pump" motions of the child must be at twice the frequency of the swing's oscillations. Examples of parameters that may be varied are the oscillator's resonance frequency and damping . Parametric oscillators are used in several areas of physics. The classical varactor parametric oscillator consists of a semiconductor varactor diode connected to a resonant circuit or cavity resonator. It is driven by varying the diode's capacitance by applying a varying bias voltage. The circuit that varies the diode's capacitance is called the "pump" or "driver". In microwave electronics, waveguide/YAG-based parametric oscillators operate in the same fashion. Another important example is the optical parametric oscillator, which converts an input laser light wave into two output waves of lower frequency. When operated at pump levels below oscillation, the parametric oscillator can amplify a signal, forming a parametric amplifier (paramp). Varactor parametric amplifiers were developed as low-noise amplifiers in the radio and microwave frequency range. The advantage of a parametric amplifier is that it has much lower noise than an amplifier based on a gain device like a transistor or vacuum tube. This is because in the parametric amplifier a reactance is varied instead of a (noise-producing) resistance. They are used in very low noise radio receivers in radio telescopes and spacecraft communication antennas. Parametric resonance occurs in a mechanical system when a system is parametrically excited and oscillates at one of its resonant frequencies. Parametric excitation differs from forcing since the action appears as a time varying modification on a system parameter. (en) En mécanique, un pendule simple à résonance paramétrique est un oscillateur où la force de rappel varie périodiquement.Cette situation dite de Hill (théorie de la Lune), de Mathieu (balancelle) ou de Bloch (électron dans un métal) est fréquemment utilisée en optique, comme convertisseur de fréquences. (fr) Il moto armonico parametrico è il moto descritto da un oscillatore parametrico, un moto armonico smorzato eccitato parametricamente: cioè i cui parametri, cioè le frequenze, oscillino a loro volta nel tempo con lo stesso periodo (sempre non dipendendo dallo stato dall'oscillatore). Dev'essere chiaro fin dall'inizio che l'amplificazione di eccitazione parametrica differisce da quella della forzatura, anche negli effetti di risonanza. La sua equazione del moto sarà pur sempre lineare in : Possiamo inoltre dire fin dall'inizio che l'analisi di Floquet mostra che se i parametri di una equazione differenziale del second'ordine variano periodicamente, le soluzioni devono variare sinusoidalmente o esponenzialmente. * Un semplice oscillatore parametrico meccanico è da un pendolo semplice eccitato, come ad esempio fa intuitivamente un bambino su un'altalena: il periodico spostamento del centro di massa (ma l'oscillazione sull'altalena non viene mantenuta e/o amplificata tramite spostamento del centro di massa: è invece conseguenza della conservazione del momento angolare) causa in ultima analisi l'ampliamento di un'oscillazione precedente del sistema (ottenibile ad esempio, con una spinta) attraverso il cambiamento del suo momento di inerzia, quindi della frequenza di risonanza. Facendo ciò partendo dallo stato di quiete, invece, non arrivano da nessuna parte. * Sono utilizzati in elettrotecnica come amplificatori, detti paramp, eventualmente sfruttando anche la forzatura, come nei mixer, interferendoli costruttivamente con un forte segnale locale di un altro oscillatore guida. Un oscillatore parametrico semplice qui è un ad esempio a condensatore variabile sinusoidalmente, mentre uno reale è sempre smorzato da una certa resistenza elettrica (circuito RLC), ragione pratica per cui non tratteremo il moto parametrico semplice. Il meccanismo è il seguente: un condensatore viene dapprima caricato finché la sua tensione uguagli quella di un segnale debole in entrata, quindi la sua capacità C viene ridotta, se semplicemente allontanandoli o per un più diffuso diodo varicap applicandogli una tensione continua variabile nel tempo con un altro oscillatore "pompa". In base alla definizione di capacità allora la tensione attraverso il condensatore aumenterà, e il segnale risultante in uscita conterrà frequenze che sono somme o differenze dei segnali in input (f1) e del segnale pompato (f2): (f1 + f2) e (f1 - f2). Un paramp necessita quindi delle seguenti connessioni: una per il "comune" o "terra", uno per alimentare la pompa, uno per estrarre l'output, e forse un quarto per la sua polarizzazione. Un amplificatore parametrico ha poi bisogno di una quinta porta per l'input del segnale da amplificare. Poiché un varicap ha solo due connessioni, può solo essere una parte di un con quattro autovettori con i nodi sulle connessioni. Ciò può essere implementato come un , un Travelling wave tube o per mezzo di un circolatore. In elettronica a microonde vi è infine un oscillatore basato su guida d'onda/YAG. * Sono stati sviluppati anche come amplificatori ottici a basso rumore, specialmente nel range di frequenza delle microonde e onde radio. Il rumore termico è minimizzato, poiché a variare è una reattanza non resistiva. Un altro uso comune è la conversione di frequenza per esempio dalle - alle radiofrequenze o per convertire un'onda ottica laser in onde di frequenza minore. (it) 係数励振（けいすうれいしん、英: parametric excitation）とは、系の係数（パラメータ）が周期的に変化することで起こる振動現象である。ばね-質量系の運動方程式でいえば、質量やばね定数、などの通常では定数とされる係数が周期的に変化するような場合に発生する。パラメトリック励振、パラメータ励振、パラメトリック発振などとも呼ぶ。多数の応用があり、ごく一例としては、電気回路分野における発振器の原理としての応用がある。 遊具のブランコの一人乗りの揺らし方は、係数励振の例である。係数励振系の運動方程式や回路方程式は、マシュー方程式、ヒル方程式の形式に帰着できる場合が多い。 (ja) Параметрический осциллятор — осциллятор, параметры которого могут изменяться в определённой области. Параметрический осциллятор принадлежит к классу незамкнутых колебательных систем, в которых внешнее воздействие сводится к изменению во времени её параметров. Изменения параметров, например, собственной частоты колебаний ω или коэффициента затухания β, приводит к изменению динамики всей системы. Всем известный пример параметрического осциллятора -- это ребенок на качелях, где периодически изменяющаяся высота центра массы означает периодическое изменение момента инерции, что приводит к увеличению амплитуды колебаний качелей [3, с. 157]. Другим примером механического параметрического осциллятора служит физический маятник, точка подвеса которого совершает заданное периодическое движение в вертикальном направлении, или математический маятник, длина нити которого может периодически изменяться. Широко используемым на практике примером параметрического осциллятора может служить используемый во многих областях параметрический генератор. Периодическое изменение ёмкости диода с помощью специальной схемы, называемой «насосом», приводит к классическим колебаниям варакторного параметрического генератора. Параметрические генераторы были разработаны в качестве малошумящих усилителей, которые особенно эффективны в радио- и микроволновом диапазоне частот. Поскольку в них периодически изменяются не активные (омические), а реактивные сопротивления, тепловые шумы в таких генераторах минимальны.В СВЧ-электронике волновод / на основе параметрического осциллятора действует таким же образом. Для того, чтобы в системе возбудить параметрические колебания, конструкторы периодически изменяют параметр системы.Ещё одним классом приборов, часто использующих метод параметрических колебаний, являются преобразователи частоты, в частности, преобразователи от аудио к радиочастотам. Например, преобразует входную волну лазера в две выходные волны более низкой частоты (ωs, ωi).С параметрическим осциллятором тесно связано понятие параметрического резонанса. Параметрический резонанс — это увеличение амплитуды колебаний в результате параметрического возбуждения. Параметрическое возбуждение отличается от классического резонанса, поскольку создаётся в результате временного изменения параметров системы и связано с её стабильностью и устойчивостью. (ru) Параметричний резонанс - резонансне збільшення амплітуди коливань гармонічного осцилятора при зміні його параметрів із певною частотою. Усім знайомий приклад параметричного резонансу - гойдалка. (uk) 參數振盪器（英語：parametric oscillator）是一種受驅動的，其中驅動系統的參數設置在某些頻率，而這頻率通常與振盪器的自然頻率不同。參數振盪器的一個簡單例子為兒童在鞦韆上週期性地站立跟蹲下，來增加鞦韆的振盪幅度。兒童的動作改變了鞦韆擺盪的。這個驅動的頻率必須是鞦韆自然頻率的兩倍。其他相關可改變的參數包括振盪器的共振頻率以及阻尼。 參數振盪器應用於物理學中多個領域。古典的變容二極體參數振盪器組成包括有一個半導體變容二極體，連接到共振電路或。驅動機制為投過改變偏壓來調整二極體的電容。改變二極體電容的電路則稱作「泵」（pump）或「驅動器」（driver）。在微波電路中則是用電磁波導/釔鋁石榴石（YAG）為基礎的參數振盪器，工作原理仍是相同。另一個重要的例子為，其將入射的雷射光波轉換成兩道較低頻率（分別為）的出射光波。 (zh) |
| dbo:thumbnail | wiki-commons:Special:FilePath/Varactor_parametric_amplifier_1958.jpg?width=300 |
| dbo:wikiPageExternalLink | http://www.tuks.nl/pdf/Reference_Material/Parametric_Excitation/Mumford%20-%20Some%20Notes%20on%20the%20History%20of%20Parametric%20Transducers%20-%201960.pdf https://elmer.unibas.ch/pendulum/parres.htm https://dx.doi.org/10.1137/S0036141098340703 https://web.archive.org/web/20060303175343/http:/bednorzmuller87.phys.cmu.edu/demonstrations/oscillationsandwaves/drivenoscillations/demo223.html https://www.youtube.com/watch%3Fv=PaxjMxw_wNU |
| dbo:wikiPageID | 4902017 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageLength | 27590 (xsd:nonNegativeInteger) |
| dbo:wikiPageRevisionID | 1117728989 (xsd:integer) |
| dbo:wikiPageWikiLink | dbr:Amplifier dbc:Amplifiers dbr:Bell_Labs dbr:Pendulum dbr:Resonance dbr:Vacuum_tube dbr:Variation_of_parameters dbr:Instability dbr:Radar dbr:Noise_(electronics) dbr:Optical_parametric_amplifier dbr:Optical_parametric_oscillator dbr:Radio_telescope dbr:Eigenvalue dbr:Eigenvector dbr:Electrical_reactance dbr:Electrical_resistance dbr:Frequency dbr:George_Francis_FitzGerald dbr:Oscillation dbr:Franz_Melde dbr:Harmonic dbr:Harmonic_oscillator dbr:Swing_(seat) dbr:Bandpass_filter dbc:Electronic_oscillators dbr:Tim_Rowett dbr:Trigonometry dbr:Waveguide_(electromagnetism) dbr:Western_Electric dbr:Ernst_Alexanderson dbr:Parameter dbr:Hill_differential_equation dbr:RF_front_end dbr:Radio_receiver dbc:Dynamical_systems dbc:Ordinary_differential_equations dbr:Aldert_van_der_Ziel dbr:LC_circuit dbr:Laser dbr:System_of_linear_differential_equations dbr:Transistor dbr:Circulator dbr:Frequency_mixer dbr:Ground_station dbr:Inductor dbr:Michael_Faraday dbr:Natural_frequency dbr:Moment_of_inertia dbr:Mathieu_function dbr:John_Strutt,_3rd_Baron_Rayleigh dbr:Exponential_growth dbr:Cavity_resonator dbr:Manley-Rowe_relations dbr:Nonlinear_optics dbr:Phenomenon dbr:Transimpedance_amplifier dbr:Spacecraft_communication dbr:Josephson_junction dbr:Varactor dbr:Varactor_diode dbr:Varicap_diode dbr:Yttrium_aluminum_garnet dbr:Bias_voltage dbr:Floquet_analysis dbr:Ground_(electrical) dbr:Mathieu_equation dbr:Resonant_circuit dbr:File:Varactor_parametric_amplifier_1958.jpg dbr:Traveling-wave-tube_amplifier |
| dbp:wikiPageUsesTemplate | dbt:Cite_journal dbt:More_citations_needed dbt:Reflist |
| dcterms:subject | dbc:Amplifiers dbc:Electronic_oscillators dbc:Dynamical_systems dbc:Ordinary_differential_equations |
| rdf:type | yago:WikicatAmplifiers yago:WikicatOscillators yago:WikicatPendulums yago:Amplifier102705944 yago:Apparatus102727825 yago:Artifact100021939 yago:Device103183080 yago:ElectronicDevice103277771 yago:ElectronicEquipment103278248 yago:Equipment103294048 yago:Generator103434285 yago:Instrumentality103575240 yago:Object100002684 yago:Oscillator103857430 yago:Pendulum103909160 yago:PhysicalEntity100001930 yago:Whole100003553 |
| rdfs:comment | En mécanique, un pendule simple à résonance paramétrique est un oscillateur où la force de rappel varie périodiquement.Cette situation dite de Hill (théorie de la Lune), de Mathieu (balancelle) ou de Bloch (électron dans un métal) est fréquemment utilisée en optique, comme convertisseur de fréquences. (fr) 係数励振（けいすうれいしん、英: parametric excitation）とは、系の係数（パラメータ）が周期的に変化することで起こる振動現象である。ばね-質量系の運動方程式でいえば、質量やばね定数、などの通常では定数とされる係数が周期的に変化するような場合に発生する。パラメトリック励振、パラメータ励振、パラメトリック発振などとも呼ぶ。多数の応用があり、ごく一例としては、電気回路分野における発振器の原理としての応用がある。 遊具のブランコの一人乗りの揺らし方は、係数励振の例である。係数励振系の運動方程式や回路方程式は、マシュー方程式、ヒル方程式の形式に帰着できる場合が多い。 (ja) Параметричний резонанс - резонансне збільшення амплітуди коливань гармонічного осцилятора при зміні його параметрів із певною частотою. Усім знайомий приклад параметричного резонансу - гойдалка. (uk) 參數振盪器（英語：parametric oscillator）是一種受驅動的，其中驅動系統的參數設置在某些頻率，而這頻率通常與振盪器的自然頻率不同。參數振盪器的一個簡單例子為兒童在鞦韆上週期性地站立跟蹲下，來增加鞦韆的振盪幅度。兒童的動作改變了鞦韆擺盪的。這個驅動的頻率必須是鞦韆自然頻率的兩倍。其他相關可改變的參數包括振盪器的共振頻率以及阻尼。 參數振盪器應用於物理學中多個領域。古典的變容二極體參數振盪器組成包括有一個半導體變容二極體，連接到共振電路或。驅動機制為投過改變偏壓來調整二極體的電容。改變二極體電容的電路則稱作「泵」（pump）或「驅動器」（driver）。在微波電路中則是用電磁波導/釔鋁石榴石（YAG）為基礎的參數振盪器，工作原理仍是相同。另一個重要的例子為，其將入射的雷射光波轉換成兩道較低頻率（分別為）的出射光波。 (zh) Při parametrické rezonanci se soustava udržuje v kmitání tím, že se pravidelně mění její vhodný vnitřní parametr. V tomto případě se kývání nohama vsedě anebo pokrčováním nohou vestoje mění moment setrvačnosti houpačky s pasažérem vůči ose rotace. Oproti obyčejné rezonanci jsou zde některé rozdíly: Jeden úplný kmit houpačky je např. od levé krajní polohy přes nejnižší polohu, pravou krajní polohu, opět nejnižší polohu a zpět do výchozí levé krajní polohy. Během něj se ale dítě skrčí dvakrát – jde do kolen vždy, když jde houpačka dolů do nejnižší polohy. Rezonanční frekvence ωp = 2ω. (cs) Ein parametrischer Oszillator ist ein schwingungsfähiges System, auch Oszillator genannt, mit zeitabhängigen Parametern, durch die Eigenfrequenz und Dämpfung verändert werden. Einem Oszillator kann auf diese Weise Energie zugeführt werden, um die Amplitude der Schwingung zu vergrößern. Die Methode der Energiezufuhr wird parametrische Anregung genannt, die Bewegung parametererregte oder auch rheolineare Schwingung. Ein Beispiel ist das Schwungholen bei einer Schaukel durch periodisches Heben und Senken des Schwerpunkts parallel zur Aufhängung. (de) A parametric oscillator is a driven harmonic oscillator in which the oscillations are driven by varying some parameter of the system at some frequency, typically different from the natural frequency of the oscillator. A simple example of a parametric oscillator is a child pumping a playground swing by periodically standing and squatting to increase the size of the swing's oscillations. The child's motions vary the moment of inertia of the swing as a pendulum. The "pump" motions of the child must be at twice the frequency of the swing's oscillations. Examples of parameters that may be varied are the oscillator's resonance frequency and damping . (en) Il moto armonico parametrico è il moto descritto da un oscillatore parametrico, un moto armonico smorzato eccitato parametricamente: cioè i cui parametri, cioè le frequenze, oscillino a loro volta nel tempo con lo stesso periodo (sempre non dipendendo dallo stato dall'oscillatore). Dev'essere chiaro fin dall'inizio che l'amplificazione di eccitazione parametrica differisce da quella della forzatura, anche negli effetti di risonanza. La sua equazione del moto sarà pur sempre lineare in : (it) Параметрический осциллятор — осциллятор, параметры которого могут изменяться в определённой области. Параметрический осциллятор принадлежит к классу незамкнутых колебательных систем, в которых внешнее воздействие сводится к изменению во времени её параметров. Изменения параметров, например, собственной частоты колебаний ω или коэффициента затухания β, приводит к изменению динамики всей системы. (ru) |
| rdfs:label | Parametrická rezonance (cs) Parametrischer Oszillator (de) Pendule simple à résonance paramétrique (fr) Moto armonico parametrico (it) 係数励振 (ja) Parametric oscillator (en) Параметрический осциллятор (ru) Параметричний резонанс (uk) 參數振盪器 (zh) |
| owl:sameAs | freebase:Parametric oscillator yago-res:Parametric oscillator wikidata:Parametric oscillator dbpedia-cs:Parametric oscillator dbpedia-de:Parametric oscillator dbpedia-fa:Parametric oscillator dbpedia-fr:Parametric oscillator dbpedia-it:Parametric oscillator dbpedia-ja:Parametric oscillator dbpedia-ru:Parametric oscillator dbpedia-uk:Parametric oscillator dbpedia-zh:Parametric oscillator https://global.dbpedia.org/id/2UGGc |
| prov:wasDerivedFrom | wikipedia-en:Parametric_oscillator?oldid=1117728989&ns=0 |
| foaf:depiction | wiki-commons:Special:FilePath/Varactor_parametric_amplifier_1958.jpg |
| foaf:isPrimaryTopicOf | wikipedia-en:Parametric_oscillator |
| is dbo:wikiPageDisambiguates of | dbr:Parametric |
| is dbo:wikiPageRedirects of | dbr:Parametric_amplifier dbr:Parametric_generator dbr:Parametric_oscillation dbr:Parametric_resonance |
| is dbo:wikiPageWikiLink of | dbr:Electronic_oscillator dbr:Elisabeth_Giacobino dbr:Energy_drift dbr:Melde's_experiment dbr:John_William_Strutt,_3rd_Baron_Rayleigh dbr:Index_of_physics_articles_(P) dbr:Self-oscillation dbr:Optical_parametric_oscillator dbr:Quantum_amplifier dbr:George_William_Hill dbr:Andrei_Linde dbr:Franz_Melde dbr:Harmonic_oscillator dbr:Kerry_Vahala dbr:Parametric dbr:Faraday_wave dbr:Kapitza's_pendulum dbr:Kimberly_L._Foster dbr:Arthur_Ashkin dbr:Accelerator_physics dbr:Inflation_(cosmology) dbr:Mathieu_function dbr:Stuart_Samuel_(physicist) dbr:Nonlinear_metamaterial dbr:Parametron dbr:Parametric_amplifier dbr:Parametric_generator dbr:Parametric_oscillation dbr:Parametric_resonance |
| is foaf:primaryTopic of | wikipedia-en:Parametric_oscillator |
