Распродажа

Электронные компоненты со склада по низким ценам, подробнее >>>

Журнал Радио

2004: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
2003: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2002: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
2000: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1999: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1998: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1971: 
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12
1947: 
1, 2, 3, 4, 5
1946: 
1, 2, 3, 4-5, 6-7, 8-9

Новости электроники

В 14 раз выросло количество россиян на MediaTek Labs ? проекте по созданию устройств "интернета вещей" и "носимых гаджетов"

Сравнив статистику посещения сайта за два месяца (ноябрь и декабрь 2014 года), в MediaTek выяснили, что число посетителей ресурса из России увеличилось в 10 раз, а из Украины ? в 12. Таким образом, доля русскоговорящих разработчиков с аккаунтами на labs.mediatek.com превысила одну десятую от общего количества зарегистрированных на MediaTek Labs пользователей.

Новое поколение Джобсов или как MediaTek создал свой маленький "Кикстартер"

Амбициозная цель компании MediaTek - сформировать сообщество разработчиков гаджетов из специалистов по всему миру и помочь им реализовать свои идеи в готовые прототипы. Уже сейчас для этого есть все возможности, от мини-сообществ, в которых можно посмотреть чужие проекты до прямых контактов с настоящими производителями электроники. Начать проектировать гаджеты может любой талантливый разработчик - порог входа очень низкий.

Семинар и тренинг "ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!" (14-15.10.2013, Новосибирск)

Компания Компэл, приглашает вас принять участие в семинаре и тренинге ?ФеST-TIваль инноваций: MAXIMум решений!?, который пройдет 14 и 15 октября в Новосибирске.

Мне нравится

Комментарии

дима пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ827:

люди куплю транзистар кт 827А 0688759652

тамара плохова пишет в теме Журнал Радио 9 номер 1971 год. :

как молоды мы были и как быстро пробежали годы кулотино самое счастливое мое время

Ивашка пишет в теме Параметры отечественных излучающих диодов ИК диапазона:

Светодиод - это диод который излучает свет. А если диод имеет ИК излучение, то это ИК диод, а не "ИК светодиод" и "Светодиод инфракрасный", как указано на сайте.

Владимир пишет в теме 2Т963А-2 (RUS) со склада в Москве. Транзистор биполярный отечественный:

Подскажите 2т963а-2 гарантийный срок

Владимир II пишет... пишет в теме Параметры биполярных транзисторов серии КТ372:

Спасибо!

Журнал Радио 12 номер 2003 год.

"РАДИО" — НАЧИНАЮЩИМ

РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ РАСЧЕТЫ(ответы на вопросы)

В. ПОЛЯКОВ, г. Москва 

 С сентябрьского номера журнала прошлого года по августовский текущего был опубликован цикл статей по радиотехническим расчетам. Почти в каждом номере приводилась задача по публикуемой теме, которую предлагалось решить читателям. Ответы на некоторые задачи были опубликованы в «Радио», 2003, ╧ 1, с. 54. Следует сказать, что наиболее точно и подробно на них ответили Вячеслав Зыбалов из г. Бишкек (Киргызстан) и Вячеслав Глушенков из ст. Падунская Кемеровской обл.

Сегодня — публикация ответов на другие задачи. Одни читатели могут сравнить их со своими вариантами ответов, остальные — получить дополнительные знания.

К главе 2 «Сложные и разветвленные цепи» («Радио», 2002, ╧ 10, с.51, 52)

Задача. Выводы батареи типа КБС (она состоит из трех последовательно соединенных одинаковых элементов) замкнуты накоротко, а к среднему элементу присоединен вольтметр. Что он покажет?

Ответ. Напряжение на выводах батареи равно нулю по условию задачи (выводы замкнуты). Ток в цепи элементов равен току короткого замыкания: I = ЗЕ/Зr = Е/r = Iкз. Напряжение на каждом элементе равно его ЭДС минус падение напряжения на его внутреннем сопротивлении: U = Е - 1-г. Подставляя ток в выражение для U, получаем U = Е - Е = 0. Итак, вольтметр не покажет никакого напряжения.

К главе 3 «Цепи переменного тока» («Радио», 2002, ╧ 11, с. 51, 52)

Задача. Постройте (хотя бы приблизительно) графики напряжения на катушке и на конденсаторе в зависимости от частоты в этом эксперименте (для контура, показанного на рис. 16). Попробуйте также ответить на вопрос, во сколько раз это напряжение больше (или меньше) напряжения генератора при добротности контура Q= 100? Ответ нужен с точностью не выше нескольких процентов.

Ответ. Контур состоит из последовательно включенных генератора, активного сопротивления, индуктивности и емкости. Для того чтобы узнать напряжение на катушке и на конденсаторе, надо ток в цепи помножить на сопротивление этих элементов. На резонансной частоте реактивные сопротивления катушки и конденсатора равны, но противоположны по знаку, поэтому компенсируются. Ток в цепи равен U/r. Напряжения на катушке UL и конденсаторе Uc равны друг другу, противофазны и составляют Up/r = UQ. Таким образом, на резонансной частоте они в Q = 100 раз больше напряжения генератора.

При понижении частоты ток в цепи уменьшается, реактивное сопротивление катушки также уменьшается, поэтому напряжение на катушке UL стремится к нулю. Емкостное же сопротивление растет, поэтому напряжение на конденсаторе Uc уменьшается не так быстро и стремится не к нулю, а к напряжению генератора U. Это легко усмотреть из схемы рис. 16 — на самых низких частотах емкостное сопротивление намного боль ше индуктивного и активного, поэтому практически все напряжение генератора оказывается приложенным к конденсатору.

При повышении частоты (выше резонансной) ток в цепи и емкостное сопротивление уменьшаются и Uс стремится к нулю. Напряжение же на катушке UL изза увеличения ее реактивного сопротивления стремится не к нулю, а к напряжению генератора.

Графики частотной зависимости напряжений UL и UC похожи на график тока (рис. 17), но боковые ветви графиков приподняты, в первом случае — справа (в области высоких частот), во втором случае — слева (в области низких частот), как показано на рис. 61, Обратите внимание, что это свойство используется при создании LC-фильтров — ФВЧ и ФНЧ, как описано в главе 8.

К главе 4 «Нелинейные цепи» («Радио», 2002, ╧ 12, с.45, 46)
Задача. Постройте вольт-амперную характеристику обыкновенной лампочки накаливания, учитывая, что сопротивление нити прямо пропорционально абсолютной температуре (нормальная комнатная температура -300 К, температура нити при полном накале - 3000 К).

Ответ. Разумеется, нам не по силам строго решить термодинамическую задачу о зависимости температуры нити лампы от подводимого напряжения, тока или мощности, поскольку это потребует решения дифференциальных уравнений. Однако приближенный график вольт-амперной характеристики (ВАХ) лампы мы построить можем исходя из следующего: при нулевом напряжении тока нет, температура нити — 300 К и ее сопротивление равно Ro. Это дифференциальное сопротивление в нулевой точке ВАХ, определяющее наклон кривой: α0~ΔI/ΔU=1/R0. Координаты конечной точки ВАХ обозначим как Uном и Iном . Это номинальные напряжение и ток лампы. Дифференциальное сопротивление в этой точке в 10 раз больше (поскольку температура — 3000 К). Соответственно α1 будет меньше: α~ 1/10Ro Осталось, имея две точки ВАХ и два направления кривой в этих точках, соединить их плавной линией (рис. 62). Как видим, обычная лампа накаливания обладает свойствами стабилизатора тока — бареттера, поскольку при значительных изменениях напряжения на лампе (особенно вблизи UHOM) ток через лампу меняется мало.

К главв 6 «RC-фильтры» («Радио», 2003, ╧ 2, с.53-55)
Задача. Некоторый высококачественный (полоса 20 Гц... 20 кГц) усилитель 34 имеет входное сопротивление 100 кОм, источник сигнала — такое же выходное сопротивление. Они соединены экранированным кабелем с погонной емкостью 100 пФ/м. Длина кабеля — 3,2 м. Кроме того, на входе усилителя включен разделительный конденсатор емкостью 0.01 мкФ. Правильно ли все сделано, какова на самом деле будет полоса частот и что надо сделать, чтобы исправить ситуацию?

Ответ. Нарисуем эквивалентную схему (рис. 63), содержащую источник сигнала G1 с внутренним сопротивлением г, кабель с емкостью С1, разделительный конденсатор С2 и входное сопротивление усилителя R1.

Верхние частоты ослабляются емкостью кабеля, параллельно которой подключены входное сопротивление R1 и внутреннее сопротивление источника сигнала r. Разделительный конденсатор С2 на высоких частотах имеет пренебрежимо малое сопротивление и его можно не учитывать. Параллельное соединение двух сопротивлений по 100 кОм дает общее значение 50 кОм. Емкость кабеля С1 составляет 100 пФ/м х 3,2 м = = 320 пФ. По формуле f c= 1/2πRC определяем верхнюю частогу полосы пропускания:

f B = 1/6,28•320•10-12-50•103 = 104 Гц = 10 кГц.

Для повышения ее до 20 кГц надо либо вдвое укоротить кабель, либо выбрать кабель с вдвое меньшей погонной емкостью, либо понизить примерно до 30 кОм выходное сопротивление источника сигнала из того расчета, чтобы общее сопротивление, подключенное параллельно кабелю, составило не 50, а 25 кОм.

Последний способ предпочтительнее, поскольку при этом возрастает и напряжение на входе усилителя. Действительно, при равенстве сопротивлений источника сигнала и усилителя оно составляет половину ЭДС источника, а при понижении сопротивления источника сигнала до 30 кОм оно достигнет 75 % от ЭДС источника.

По этой причине нередко на выходе источников сигнала, работающих на длинные соединительные кабели, устанавливают катодные, змиттерные или истоковые повторители с низким выходным сопротивлением.

Рассчитаем теперь нижнюю граничную частоту полосы пропускания. Она определяется разделительным конденсатором С2 (0,01 мкФ) и общим сопротивлением последовательно включенных источника сигнала и входа усилителя (r+R1 = 100+100 = 200 кОм). По той же формуле вычисляем частоту среза этой RC-цепочки (ФВЧ): fH = 1/2πRC = 1/6,28•2•105•10-8 = 80 Гц. Для понижения частоты среза до 20 Гц емкость разделительного конденсатора надо увеличить, по крайней мере, в 4 раза. Ближайшее стандартное значение емкости — 0,047 мкФ.

В случае, если в соответствии с вышеприведенной рекомендацией выходное сопротивление источника сигнала г будет уменьшено до 30 кОм, то общее сопротивление цепочки ФВЧ составит r + R1 = 30 + 100 = 130 кОм, а требуемая емкость разделительного конденсатора будет равна:

С = 1/2πf HR = 1/6,28•20•1,3-105= 0,07 мкФ.

К главе 7 «Что такое децибелы» («Радио», 2003, ╧ 3, с.51, 52)
Задача. Получите формулу для отдаваемой в нагрузку мощности в зависимости от коэффициента рассогласования к и затем постройте график, аналогичный рис. 37. В присланном ответе попробуйте указать, какие сведения на этом графике являются избыточными и что надо сделать, чтобы упростить его?

Ответ. Для простой цепи, содержащей источник с ЭДС Е и внутренним сопротивлением г и нагрузку сопротивлением R (рис. 4 в «Радио», 2002, ╧ 9, с. 53), ток равен l = E/(r + R).

Это справедливо и для постоянного, и для переменного тока. Напряжение на нагрузке составит U = ER/(r+R).

Найдем мощность в нагрузке P = U•l = E2R/(r+R)2.

При равенстве сопротивлений нагрузки и источника (R = r) эта мощность максимальна и составляет Р0 = Е2/4r.

Найдем потери при рассогласовании P/P0 = 4rR/(r + R)2.

Если разделить и числитель и знаменатель правой части формулы на R2 и учесть, что r/R = k (коэффициент рассогласования), то получим P/P0 = 4k/(1+k)2.

Это и есть та формула, по которой построен график рис. 37. Разумеется, формула дает отношение Р/Р0 «в разах», а на графике оно уже переведено в децибелы. Поясним примером: при k = 2 отношение мощностей составит Р/Р0 = 8/9. С помощью логарифмической линейки (которой автор до сих пор с большим успехом пользуется несмотря на наличие нескольких калькуляторов и компьютера) в доли секунды находим потери из-за рассогласования — 0,5 дБ.

Любопытно отметить, что подстановка k = 0,5 дает абсолютно то же самое значение потерь. Значит, рассогласование нагрузки вдвое (как в сторону ее уменьшения, так и увеличения) дает одинаковое уменьшение мощности в нагрузке. Это действительно так, и выведенная нами формула останется той же самой при подстановке k'= 1/k. Имейте в виду, что в литературе часто встречается и другое определение коэффициента рассогласования: k'= R/r, но результаты расчета потерь оказываются одинаковыми.

Таким образом, график на рис. 37, построенный в логарифмическом масштабе, симметричен относительно точки к = 1. Вполне можно было обойтись одной его половиной, взяв значения к либо меньше, либо больше единицы и указав на оси абсцисс «к или 1/к». В этом и состоит избыточность графика.

Как видим, даже при довольно значительном рассогласовании (сопротивление нагрузки отличается от внутреннего сопротивления источника в два раза) потери из-за рассогласования весьма невелики. Если, например, мы имеем дело с усилителем звуковой частоты, то изменение громкости на 0,5 дБ практически не уловимо на слух. В области больших рассогласований (к » 1 или к « 1) потери мощности из-за рассогласования уже значительны.

К главе 8 «LC-фильтры» («Радио», 2003, ╧4, с.51, 52)
Задача. Пользуясь формулами этой главы, выведите расчетные формулы для L и CГ-образного звена ФНЧ. Рассчитайте ФНЧ по рис. 44 для радиолюбительского гетеродинного приемника. Заданы частота среза фильтра 2,7 кГц и характеристическое сопротивление 1,6 кОм. Нарисуйте схему фильтра с обозначением номиналов элементов и постройте его АЧХ в логарифмическом масштабе.

Ответ. Параметры согласованного Г-образного звена ФНЧ (рис. 41, 42) находятся из соотношения R = р, где R — сопротивление нагрузки фильтра; р — его характеристическое сопротивление, равное реактивному сопротивлению его элементов на частоте среза:

L=R/2πf c,C=1/2πf cR.

Получив эти формулы, уже не составляет большого труда рассчитать элементы двузвенного ФНЧ (рис. 44) гетеродинного приемника с учетом того, что индуктивности обеих катушек должны составить 2L, емкости крайних конденсаторов — С, емкость среднего конденсатора — 2С:

L= 1,6-103/6,28.2,7-103 ≈ 0,095Гн = 95 мГн, 2L= 190 мГн;
С = 1/6,28•2,7•103•1,6•103 = 0,037х10-6Ф = 0,037 мкФ, 2С = 0,074 мкФ.

При практическом изготовлении фильтра число витков катушки рассчитывают, пользуясь сведениями, изложенными в главе 5. В данном случае целесообразно использовать ферритовые кольца, обеспечивающие неплохую добротность катушки и мало подверженные наводкам от посторонних полей. Несколько хуже и в том, и в другом отношении магнитопроводы из Ш-образных стальных пластин, например, от трансформаторов, использовавшихся ранее в портативных транзисторных приемниках.

Для примера рассчитаем число витков катушки на ферритовом кольце К16x8x4 из феррита марки 2000НМ. Воспользуемся формулой L=μμ0N2/l. Подставив в нее значения μ = 2000, μ0 = 4π-10-7rH/M,S=16•10-6M2, l=38•10-3M, получаем L ≈10-6N2 или N ≈ 103&radic;<span style="text-decoration:overline;">L</span> Подставляя значение L = 0,19 Гн, получаем N = 430 витков. Надо заметить, что, вопреки распространенному мнению, подобные простые фильтры довольно-таки некритичны к разбросу параметров их элементов, во всяком случае отклонения на ± 5 % практически мало сказываются на форме АЧХ. С соответствующей точностью допустимо проводить и расчеты. Сопротивления источника и нагрузки фильтра еще менее критичны, и здесь допустимы отклонения до ± 25 %.

К главе 9 «Расчет блоков питания» («Радио», 2003, ╧ 9, с.51,52)
Задача. Пользуясь сведениями предыдущих разделов (импульсными характеристиками RC-цепочки), выведите приведенную выше формулу для амплитуды пульсаций на выходе нестабилизированного выпрямителя. При этом положите время разряда конденсатора на нагрузку выпрямителя равным 0,01 с (частота пульсаций 100 Гц) и используйте приближение e_t/RC≈ 1-t/RC.

Ответ. Форма напряжения на выходе двухполупериодного выпрямителя без сглаживающего конденсатора показана на рис. 64 тонкой линией. Видим, что напряжение пульсирует от нуля до Um с частотой 100 Гц. При наличии конденсатора он заряжается на пиках выпрямленного напряжения до значения, несколько меньшего Um, и разряжается в промежутках между пиками. Среднее значение выпрямленного напряжения обозначено как Uвых. амплитуда пульсаций - Uпульс.

Во время разрядки конденсатора напряжение на нем изменяется по указанному в условии закону от значения Uвых + Uпульс до значения Uвых - Uпульс

Поэтому можно записать

Uвых - Uпульс =(Uвых + Uпульс)e-t/RC≈(Uвых + Uпульс).(1 - t/RC),

где t = 0,01 с; R — сопротивление нагрузки выпрямителя; С — емкость сглаживающего конденсатора.

Раскрывая скобки, сокращая Uвых и пренебрегая членом Uпульс•t/RC ввиду его малости (амплитуда пульсаций меньше Uвых) получаем 2Uпульс = Uвых•t/RC.

Отметим теперь, что Uвых/R равно току нагрузки I, и подставим t: Uпульс = 5•10-3l/С,

где все величины надо подставлять в основных единицах — вольтах, амперах и фарадах. Если же ток взять в миллиамперах, а емкость — в микрофарадах, получим приведенную формулу для напряжения пульсаций в вольтах:

Uпульс= 5•l/C.

К главе 11 «Транзисторные усилители» («Радио», 2003, ╧ 7 с. 53, 54)
Задача. Рассчитайте УМЗЧ со следующими параметрами: входное напряжение О,1 В, напряжение питания ±6,3 В, сопротивление нагрузки 4 Ом, полоса воспроизводимых частот 50 Гц ... 12,5 кГц. Выберите тип транзисторов. Определите максимальную выходную мощность на синусоидальном сигнале.

Ответ. Начнем с последнего — рассчитаем выходной каскад в режиме максимальной отдаваемой мощности. Положив остаточное напряжение на коллекторе открытого выходного транзистора Uk min = 0,3 В, получаем амплитуду переменной составляющей 34 на выходе Um = 6 В. Тогда максимальное значение тока через транзистор составит lm = Um/RH = 6 В/4 Ом -= 1,5 А. Выходная мощность на синусоидальном сигнале составит Р = = UmIm/2 = 4,5 Вт. Среднее значение тока косинусоидальных импульсов через выходные транзисторы составляет 0,32lm (0,32 — это нулевой коэффициент разложения импульса на гармонические составляющие). Итак, l0 = 0,32 lm = 0,5 А. Сюда надо добавить еще ток покоя Iпок выходных транзисторов порядка 0,05 А.

Теперь находим потребляемую усилителем мощность Р0 = 2Еn(I0 + Iпок)= 7 Вт. Как видим, КПД усилителя в режиме максимальной мощности составит лишь Р/Р0 = 4,5 Вт/7 Вт = 0,64 или 64 %. При меньших мощностях КПД окажется еще меньше. На каждом из выходных транзисторов будет рассеиваться мощность (Р0 - Р)/2 = 1,25 Вт. Неплохой выбор транзисторов — комплементарная пара KT816, KT817 (с любыми буквенными индексами). Их параметры удовлетворяют нашим условиям со значительным запасом.

Усиление предварительных каскадов по напряжению должно составить как минимум 6,3 В/0,1 В = 63. Один транзисторный каскад, учитывая нагрузку на низкий входной импеданс мощных транзисторов, такого усиления не обеспечит, следовательно, необходимо по меньшей мере два каскада. Рекомендуются схемы рис. 51—53. Избыток усиления гасится введением ООС (рис. 53) с отношением сопротивлений R6/R5 примерно 60...70.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 12 номер 2003 год







Ваш комментарий к статье
Журнал Радио 12 номер 2003 год. :
Ваше имя:
Отзыв: Разрешено использование тэгов:
<b>жирный текст</b>
<i>курсив</i>
<a href="http://site.ru"> ссылка</a>