Синхронизация колебаний

установление и поддержание такого режима колебаний двух или нескольких систем, при котором их частоты равны или кратны друг другу. Например, если имеется связанная система, состоящая из двух автоколебательных систем с частотами ω1 и ω2, то в случае, когда ω2 близко к ω1, происходит С. К., т. Е. Системы начинают колебаться с одной и той же частотой ω. Чем больше величина связи между системами, тем при большей разности частот Δω= |ω2—ω1|происходит С. К. Δω называется полосой С. К. Различают взаимную С. К. Связанных систем, при которой каждая из систем действует на другую и частота С. К. Отличается от обеих исходных частот, и принудительную С. К., или Захватывание частоты, при котором связь между системами такова, что одна из них (синхронизирующая) влияет на другую (синхронизируемую), а обратное влияние полностью исключено.

В этом случае в системе устанавливается колебание с частотой синхронизирующей системы. Причина появления взаимной С. К. 2 систем состоит в том, что при наличии связи между ними в каждой из них, кроме собственных колебаний, возникают вынужденные колебания под воздействием второй системы. Вынужденные колебания в автоколебательной системе (например, в генераторе) оказывают двоякое воздействие на собственные колебания этой системы. С одной стороны, происходит увлечение частоты собственных колебаний и её приближение к частоте внешней силы. С другой — вынужденные колебания подавляют амплитуду собственных колебаний и могут их полностью погасить. Взаимная С. К. Имеет место при частотах, близких к кратным ω1/ω2 = п/т (где п и т— целые числа).

При этом чем больше п и т, тем уже область С. К. Поэтому С. К. При больших п и т наблюдается лишь в случае, когда хотя бы один из взаимодействующих генераторов является генератором релаксационного типа, например генератором пилообразных колебаний. При взаимной С. К. Двух генераторов, сильно различающихся по мощности, более мощный генератор играет роль синхронизирующего, а менее мощный — синхронизируемого. Этот случай является переходным от взаимной С. К. К принудительной. С. К. Имеет большое значение в технике, поскольку позволяет автогенераторам, генераторам переменного тока, синхронным моторам и др. Нелинейным системам входить в синхронный режим и устойчиво работать в пределах конечной полосы частот, а также позволяет нескольким генераторам устойчиво работать на общую сеть энергосистемы или нескольким радиопередатчикам на одну антенну.

С. К. Используется при создании умножителей и делителей частоты. В сложных нелинейных системах, генерирующих несколько частот, возможна С. К. На различных комбинационных частотах системы. Например, С. К. На разностной частоте применяется при синхронизации мод Лазера. С. К. Применяется в медицине, когда, например, больным с нарушением ритма сердца вживляют электронный синхронизатор сердечного ритма (т. Н. Кардиостимулятор). Лит. Теодорчик К. Ф., Автоколебательные системы, М. — Л., 1952. Блехман И. И., Синхронизация динамических систем, М., 1971. Хаяси Т., Нелинейные колебания в физических системах, пер. С англ., М., 1968. В. Н. Парыгин..