● یاد بگیرید که چگونه از فرمول فرکانس طبیعی استفاده کنید.

red درک بیشتری از اهمیت فرکانس طبیعی دستگاه یا سیستم کسب کنید.

● در مورد نحوه تغییر فرکانس طبیعی دستگاه یا سیستم بیاموزید.

با استفاده از فرمول فرکانس طبیعی ، می توان فرکانس طبیعی یک چنگال تنظیم را محاسبه کرد.

اصطلاحات "طبیعت" و "طبیعی" با یک تعریف یکپارچه شده اند: "موجود در طبیعت موجود است یا آغاز شده است. توسط بشر تولید نشده یا تحت تأثیر قرار نگرفته است. "این تعریف ساده و مستقیم است ، اما همچنین پدیده های بسیاری را تعریف می کند که ما ، به عنوان انسان ، به طور مداوم الهام می گیریم تا هر دو زمینه الکترونیک و علم را به طور کلی بیشتر کنیم.

یکی از این پدیده های طبیعی که به طور طبیعی رخ می دهد ، فرکانس است که شامل زمینه های مختلف از جمله زمینه الکترونیک است. هنگام صحبت در مورد دستگاه ها و سیستم های الکترونیکی ، ما اغلب از نظر فرکانس طبیعی صحبت می کنیم که می تواند با فرمول فرکانس طبیعی محاسبه شود.

فرکانس طبیعی چیست؟

فرکانس طبیعی یک شیء فرکانس یا نرخ آن است که هنگام اختلال به طور طبیعی ارتعاش می کند. اشیاء می توانند بیش از یک فرکانس طبیعی داشته باشند و ما به طور معمول از نوسانگر هارمونیک به عنوان ابزاری برای مدل سازی فرکانس طبیعی یک شیء خاص استفاده می کنیم.

ما می توانیم یک فرکانس غیر طبیعی یا اجباری را برای یک شیء اعمال کنیم که برابر با فرکانس طبیعی یک شی باشد. در مواردی از این دست ، ما در حال ایجاد رزونانس هستیم ، یعنی نوسانات در فرکانس طبیعی شی. اگر این اتفاق در ساختارهای خاصی رخ دهد ، نوسانات همچنان به افزایش بزرگی ادامه می یابد ، بنابراین منجر به خرابی ساختاری می شود.

هنگامی که نوسانات یک سیستم معادل فرکانس طبیعی آن است ، الگوهای حرکتی را تشکیل می دهد. ما این فرکانس های خاص خاص را یک حالت عادی شی می نامیم. علاوه بر این ، فرکانس طبیعی از عوامل اصلی مختلف تشکیل شده و به شرح زیر است:

ما فرکانس را که در آن یک شیء به طور طبیعی ارتعاش می کند ، فرکانس طبیعی آن می نامیم.

ما می توانیم از نوسانگر هارمونیک به عنوان ابزاری برای مدل سازی فرکانس طبیعی یک شی استفاده کنیم.

فرکانس های طبیعی مواردی هستند که به طور طبیعی وقتی یک شیء را به صورت فیزیکی مختل می کنیم ، اتفاق می افتد ، در حالی که اشیاء که مطابق با استفاده از یک نرخ خاص ارتعاش می کنند ، فرکانس های اجباری نامیده می شوند.

اگر یک فرکانس اجباری معادل فرکانس طبیعی یک شیء اعمال کنیم ، شی با رزونانس روبرو می شود.

فرمول فرکانس طبیعی

یک چشمه را با یک توپ ، که نمایانگر جرم است ، به انتهای آن وصل کنید. در حالی که توپ و بهار ثابت هستند ، بهار فقط تا حدی امتداد دارد و نوسان ساز هارمونیک ساده ما در موقعیت تعادل قرار دارد. بنابراین ، تنش ناشی از چشمه ها برابر با نیروی گرانشی است که توپ (جرم) را به سمت پایین می کشد.

هنگامی که توپ را از موقعیت تعادل آن دور می کنیم ، دو نتیجه ممکن وجود دارد:

این تنش بیشتر به بهار می افزاید ، یعنی به سمت پایین کشیده شده است.

این فرصت را برای جاذبه فراهم می کند تا توپ را به سمت پایین از تنش از چشمه ضد انعطاف پذیر بکشید ، یعنی توپ را به سمت بالا فشار دهید.

صرف نظر از اینکه کدام اقدامی را انجام می دهید ، توپ در مورد موقعیت تعادل شروع به نوسان می کند.

این فرکانس نوسان فرکانس طبیعی است و ما آن را در هرتز (هرتز) اندازه می گیریم. به طور خلاصه ، این بسته به خواص بهار و توده توپ ، نوسانات در ثانیه را فراهم می کند.

اکنون ، ما از مثال فوق برای محاسبه فرکانس طبیعی یک نوسان ساز هارمونیک ساده استفاده خواهیم کرد. هنگام محاسبه فرکانس طبیعی ، از فرمول زیر استفاده می کنیم:

f = ω ÷ 2π

در اینجا ، Ω فرکانس زاویه ای نوسان است که در رادیان یا ثانیه اندازه گیری می کنیم. ما فرکانس زاویه ای را با استفاده از فرمول زیر تعریف می کنیم:

ω = √ (k ÷ m)

این به نوبه خود فرمول ما را به موارد زیر تنظیم می کند:

f = √ (k ÷ m) ÷ 2π

f فرکانس طبیعی است

k بهار ثابت برای بهار است

m جرم توپ است

ما ثابت بهار را در نیوتن ها در هر متر اندازه گیری می کنیم. چشمه ای با ثابت بالاتر سخت تر است و به نیروی اضافی برای گسترش نیاز دارد.

همانطور که فرکانس طبیعی را با استفاده از فرمول فوق محاسبه می کنیم ، در ابتدا باید ثابت بهار سیستم را تعیین کنیم. به طور معمول ، ما با انجام آزمایشات این مقدار را بدست می آوریم. با این حال ، برای این مثال ، ما از 150 نانومتر در متر برای نشان دادن k و 2 کیلوگرم برای توصیف جرم m استفاده خواهیم کرد.

اکنون ، ما با انجام مراحل محاسبه از این مقادیر استفاده خواهیم کرد:

f = √ (150 n/m ÷ 2 kg) ÷ 2π

f = √ (75 هرتز) ÷ 2π

f = 8. 66 هرتز ÷ 2π

f = 8. 66 هرتز ÷ 2 (3. 14)

f = 8. 66 هرتز ÷ 6. 28

f = 1. 3789 هرتز

f = 1. 38 هرتز

فرکانس طبیعی 1. 38 هرتز است که به سیستم تبدیل می شود که تقریباً یک و نیم بار در ثانیه نوسان می کند.

اهمیت محاسبه فرکانس های طبیعی

ما به طور معمول فرکانس های طبیعی و شکل های حالت را تنها مهمترین خاصیت هر سیستم در نظر می گیریم. همانطور که ممکن است تصور کنید ، ارتعاشات بیش از حد در هر سیستم منجر به مسائل ساختاری و عملکردی می شود.

دلیل این امر فرکانسهای طبیعی است که می توانند با فرکانسهای رزونانس یک سیستم مطابقت داشته باشند. به عنوان مثال ، اگر از یک نیروی متغیر زمان به یک سیستم استفاده کنید و یک فرکانس معادل یکی از فرکانس های طبیعی را انتخاب کنید ، این امر منجر به ارتعاشات دامنه عظیم می شود که خطر ایجاد سیستم شما را در معرض خطر قرار می دهد.

به همین دلیل است که هنگام طراحی یک سیستم مکانیکی ، محاسبه و اطمینان از فرکانس های طبیعی لرزش بسیار بیشتر از هر فرکانس تحریک احتمالی است که احتمالاً سیستم شما با آن روبرو می شود.

روش های تغییر فرکانس های طبیعی

به طور کلی ، موارد زیر قوانینی هستند که امکان تغییر فرکانس طبیعی و به حداقل رساندن پاسخ ارتعاش یک سیستم را فراهم می کنند:

برای افزایش فرکانس طبیعی ، سفتی را اضافه کنید.

برای کاهش فرکانس طبیعی ، جرم را اضافه کنید.

افزایش میرایی باعث کاهش پاسخ اوج می شود ، با این حال ، دامنه پاسخ را گسترده می کند.

کاهش میرایی باعث افزایش پاسخ اوج می شود ، با این حال ، دامنه پاسخ را باریک می کند.

کاهش دامنه های اجباری پاسخ را در فرکانس رزونانس کاهش می دهد.

مقدار فرکانس طبیعی یکی از مهمترین پارامترها یا خصوصیات هر سیستم است. نیاز به شناختی طراحان از نقطه فرکانس دقیق آن برای عملکرد ، عملکرد و چرخه عمر یک سیستم بسیار مهم است.

فرمول فرکانس طبیعی توانایی محاسبه فرکانس طبیعی این نوسان ساز هارمونیک ساده را فراهم می کند.

شرکت شما می تواند با استفاده از فرمول فرکانس طبیعی قبل از استفاده از طرح نهایی یا با استفاده از یک نرم افزار طراحی و تجزیه و تحلیل کامل PCB با مجموعه کاملی از ابزارهای شبیه سازی ، رفتار مدار طرح های قابل اجرا خود را رعایت کند. ویرایشگر Allegro PCB با ابزارهای تجزیه و تحلیل ادغام می شود تا یک پلتفرم طراحی و شبیه سازی کامل به شما ارائه دهد. می توانید رفتار الکتریکی مدارهای خطی و غیرخطی را هنگام آماده سازی برای ایجاد طرح PCB خود بررسی کنید.

اگر به دنبال کسب اطلاعات بیشتر در مورد چگونگی راه حل Cadence برای شما هستید ، با ما و تیم متخصصان ما صحبت کنید. برای تماشای فیلم ها در مورد موضوعات مرتبط یا دیدن آنچه در مجموعه ابزارهای طراحی و تجزیه و تحلیل ما جدید است ، در کانال YouTube ما مشترک شوید.

درباره نویسنده

Cadence PCB Solutions یک جلو کامل برای طراحی پشتی برای ایجاد محصول سریع و کارآمد است. Cadence کاربران را قادر می سازد چرخه های طراحی را به طور دقیق کوتاه کند تا از طریق استاندارد صنعت مدرن ، IPC-2581 به تولید بپردازند.

جدیدترین مقالات

ارتباطات گسترده از نوع دستگاه (MMTC) برای سیستم های هوشمند

بیاموزید که چگونه ارتباطات عظیم دستگاه (MMTC) در این مقاله کوتاه از سیستم های هوشمند پشتیبانی می کند.

تبدیل DC/DC همزمان در مقابل غیر همزمان

در مورد تفاوت های بین مبدل ها و تنظیم کننده های DC/DC غیر همزمان همزمان اطلاعات کسب کنید.

عوامل طراحی PCB برای بهینه سازی تجزیه و تحلیل حجم هزینه در ساخت

درباره عوامل طراحی PCB که باید برای تجزیه و تحلیل حجم هزینه در ساخت در نظر بگیرید ، بیاموزید.

معادل مکانیکی ژول از گرما: یک عامل تبدیل

بیاموزید که چگونه در مقاله مختصر ما از معادل مکانیکی ژول استفاده کنید.

خازن های با استحکام بالا برای مدارهای با فرکانس بالا

خازن های با استحکام بالا نقش مهمی در مدارهای RF ایفا می کنند ، جایی که ضرر قابل توجهی ناکارآمد است و یک ضرر بالقوه برای قابلیت اطمینان بلند مدت است.

پل لحیم کاری چیست؟

آیا تعجب کرده اید که یک پل لحیم کاری چیست؟در اینجا همه چیزهایی است که شما تا به حال خواسته اید در مورد آنها بدانید ، از جمله آنچه در آن هستند و چگونه می توانید از شکل گیری آنها جلوگیری کنید.

نحوه کاهش گزاف گویی سوئیچ

گزاف گویی سوئیچ به عنوان تغییر در سیگنال یا سطح قدرت تحویل داده شده به یک مؤلفه یا مدار بار ظاهر می شود.

آیا طراحی شما برای اجزای SMD به سینک گرما احتیاج دارد؟

سینک گرما برای اجزای SMD ممکن است توسط منابع گرمای زیاد در یک طراحی ضروری باشد. برخی از ابزارهای تجزیه و تحلیل برای تعیین این مورد ارائه شده است.

ساختارهای مس تعبیه شده برای مدیریت حرارتی شدید PCB

مدیریت حرارتی شدید PCB نیاز به مس شدید دارد. ببینید که چگونه مس سنگین با ساختارهای مس تعبیه شده مانند سکه های مس به سطح بعدی منتقل می شود.

در یک شرکت خدمات تولید الکترونیک به دنبال چه چیزی باشید

آیا می دانید چگونه یک شرکت خدمات تولید الکترونیک را ارزیابی کنید؟در اینجا باید مراقب آن باشید.

تأثیر اثر گرمایش ژول در PCB و ICS

بیاموزید که چگونه تأثیر گرمایش ژول بر عملکرد PCB ها و IC ها تأثیر می گذارد.

طراحی PCB در یک شرکت تراشه: برخی از جزئیات قابل توجه

چیزهایی که باید هنگام کار به عنوان یک طراح PCB در یک شرکت تراشه آگاه باشید

فن آوری های فیلتر K-Band

فن آوری های مختلف مورد استفاده برای تحقق فیلتر K-Band را در این مقاله کاوش کنید.

مقدمه ای برای تابلوهای توسعه IoT

یک راهنمای عمیق در مورد انتخاب هیئت توسعه IoT مناسب ، با بحث در مورد قابلیت ها و عملکرد.

همه چیز در مورد nb-iot

در مورد مشخصات ، قابلیت ها ، کارکردها ، موارد استفاده و برنامه های کاربردی در اینجا بیشتر بدانید.

ارزیابی محدودیت های دستگاه IoT

تعیین اثربخشی یک شبکه IoT باید توسط محدودیت های دستگاه IoT شکل بگیرد. چه شبکه ای برای تأکید بر بهترین عملکرد نیاز دارد؟

MOSFETS POWER به صورت سری و موازی

MOSFET های قدرت یکی از بسیاری از مؤلفه های اساسی در سیستم های برق هستند و می توان از آنها به عنوان سری یا MOSFET های موازی استفاده کرد.

نحوه استفاده از ADC در صورت نیاز به انزوا گالوانیک

یک سیستم سیگنال مختلط به ADC و DAC نیاز دارد ، اما اگر سیستم شما به انزوا گالوانیک نیاز داشته باشد ، چه می شود؟ADC یا DAC جدا شده می تواند پاسخ را ارائه دهد.

سیستم کنترل نسخه چیست؟

توسعه دهندگان نرم افزار به طور مرتب از سیستم های کنترل نسخه استفاده می کنند و توسعه دهندگان سخت افزار باید همین کار را انجام دهند.< SPAN> یک راهنمای عمیق در انتخاب هیئت توسعه IoT مناسب ، با بحث در مورد قابلیت ها و عملکرد.