Или аккумулирующие и зажигающие генераторы. Если мы построим график зависимости уровня воды и ее потока от времени

(Рис. 2.13) хорошо видны интервалы медленного и быстрого движения. 13

Описанный выше осциллятор, конечно, игрушечная модель, но он улавливает основные

Особенности реальных систем. Электронные генераторы, изученные ван дер Полем в 1920-х годах.

[van der Pol 1926] действуют очень похожим образом. Такой осциллятор состоит из

аккумулятор, конденсатор, сопротивление и неоновая трубка (рис. 2.14). Во-первых, конденсатор

Медленно заряжается; характерное время этого процесса определяется емкостью

И сопротивление. Рост напряжения аналогичен повышению уровня воды.

В нашей игрушечной модели. Когда напряжение достигает определенного критического уровня, происходит разряд газа.

Инициируется в трубке, и она начинает проводить электрический ток и светиться. В результате

Конденсатор быстро разряжается через лампу, на нем падает напряжение и происходит газовый разряд

Останавливается. Лампа снова становится непроводящей, и процесс повторяется снова.

И опять. Как поток воды из сосуда, поток электрического тока

Через неоновую трубку проявляется как последовательность коротких импульсов (и, соответственно, коротких

Вспышки трубки), а напряжение имеет пилообразную форму. Генераторы такого типа

Используются в схемах осциллографов, телевизоров и компьютерных дисплеев. Действительно,

Электронный луч, формирующий изображение на экране, должен двигаться горизонтально через

Экран с постоянной скоростью и затем почти мгновенно возвращается; это реализовано

С помощью пилообразного напряжения для управления движением балки.

Предположим, что кран приоткрыт лишь слегка, так что соотношение накопления и срабатывания

Интервалы t 1 / t 2 велики. Как мы проиллюстрируем ниже, именно такой режим часто интересен.

В практических ситуациях.

ш

Высший уровень

ш

После оттока

(б)

Время

Т

Т

т

Т 2

Время

1

а)

Рисунок 2.13. Динамика механического интегрирования и огня (накопления и огня)

Генератор показан на рис. 2.12. Вода накапливается, пока не достигнет порогового уровня

показано пунктирной линией (а), то уровень воды быстро сбрасывается до нуля. Сброс

соответствует импульсу на графике истечения воды из ловушки (б).

Стр.65

2.4 Автогенераторы: дополнительные примеры и обсуждение

Год

Общая особенность релаксационных осцилляторов - медленный (линейный или нет) рост

Некоторое количество и сброс его на порог - наблюдается во многих биологических

системы. Например, механизм, очень похожий на генерацию импульсов в фургоне.

Осциллятор релаксации дер Поля встречается в спонтанно срабатывающих нейронах: если ток

Вводится в ячейку электрический потенциал (разность напряжений внутри

и вне нейрона) обычно медленно меняется, но иногда меняется

очень быстро производящие всплески (потенциалы действия) длительностью около 2 мс (рис. 2.15).

Такой всплеск возникает каждый раз, когда потенциал ячейки достигает порога ≈− 50 мВ,

разрядка ячейки. После разряда ячейка сбрасывается примерно до -70 мВ. Поколение

Спайков обусловлено емкостью клеточной мембраны и нелинейной зависимостью

Его проводимости от напряжения. Когда в ячейку подается постоянный ток,

Потенциалы действия генерируются с регулярной скоростью; медленное изменение тока изменяет

Частота срабатывания нейрона, как и частота колебаний уровня воды в модели в

Рис. 2.12 регулируется краном. Так работают сенсорные нейроны: интенсивность

Стимул кодируется скоростью стрельбы. Понимание взаимодействий в нейронах

Ансамбли, которые часто моделируются как ансамбли интегрирующих и запальных генераторов, очень

важен в различных проблемах неврологии, например, в проблеме связывания. 14

Другой важный пример - сердцебиение. Известно, что изолированное сердце

Сохраняет способность к ритмическому сокращению in vitro: если деиннервируемое сердце

Артериально перфузируется физиологическим оксигенированным раствором, активность первичного

Кардиостимулятор, сино-предсердный узел, продолжает запускать биения. Безусловно, эта система

Существенно отличается от сердца in vivo, 15 тем не менее, мы можем рассматривать обе системы

Как хозрасчетные. Говоря о нормальном сердцебиении, мы учитываем все

Сердечно-сосудистая система как один осциллятор, включающий в себя все контуры управления