Зачем нужны радиолюбительские расчеты. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Начинающему радиолюбителю

 Комментарии к статье

Радиолюбительство - это творчество. Приступая к изготовлению какой-либо конструкции, даже подробно где-то описанной (будь то усилитель, радиоприемник, блок питания, приставка к телевизору и т. д.), чаще всего не удается повторить ее совершенно точно, потому что нет необходимых деталей, не устраивают какие-то конструктивные или схемные решения, хочется получить несколько иные параметры и результаты, что-то доработать и усовершенствовать. Можно, конечно, действовать методом проб и ошибок, подбирая элементы конструкции вслепую, но не проще ли вооружиться ручкой, листком бумаги и прикинуть, что надо изменить, что должно получиться, в каком направлении действовать и какие именно детали нужны?

Сразу оговоримся, что экспериментальная доводка все равно может потребоваться, но объем ее будет неизмеримо меньше. Освоив и повторив известные конструкции, любитель редко останавливается на достигнутом и начинает разрабатывать что-то свое, оригинальное и неповторимое. Здесь без элементарных расчетов уже никак не обойтись! Как правильно установить режим транзистора, какого номинала и мощности устанавливать резисторы, какая мощность будет рассеиваться на транзисторах и диодах, широкой ли получится полоса пропускания - на эти и многие-многие другие вопросы можно ответить, проведя элементарные расчеты. Я уж не говорю о расчете контуров, числа витков катушек и трансформаторов - еще никому не удавалось угадать на глазок оптимальные данные этих элементов.

Графические представления чрезвычайно полезны и несут очень много информации - не зря же в справочниках приводят характеристики транзисторов и многих других элементов в виде графиков. Теперь предположим, что при каком-то расчете вам встретилась формула V(a + b2), в которую надо подставить а = 6,3 и b = 0,3. Придумайте геометрический аналог этой формулы и получите ответ. Пример взят отнюдь не случайно, именно так складываются активные и реактивные сопротивления. Пока думаете, обсудим вопрос: с какой точностью надо считать? Если вы уже достали калькулятор, чтобы сосчитать ответ в предложенном примере, то не делайте этого, а разделите 1 на 3. Калькулятор заполнит тройками все разряды после запятой. Неужели их все надо переписывать в ответ? Вы же умнее калькулятора и пустой работы делать не будете.

Результат расчета надо округлить, но что записать - 0,3 или 0,33? Это зависит от точности, с которой вы производите расчеты. Последняя цифра отбрасывается, если она меньше 5, а если больше, то к предыдущей прибавляется 1. Например, 0,33 округляется до 0,3, а 0,37 - до 0,4. В обоих случаях ошибка может достигать половины ненаписанного разряда, т.е. 0,05. Точность ответа (относительная ошибка) составит 0,05/0,3 = 17% в первом случае (когда вы записали в ответ 0,3) и лишь 1,5% - во втором (когда записали 0,33)

Очень часто в грамотно записанных исходных данных уже содержатся сведения об их точности. Передо мной лежит кварцевый резонатор, на котором написано 27,000 МГц, и хотя частота дана в мегагерцах, я уверен, что кристалл отшлифован с точностью до 0,5 кГц, а относительная погрешность составляет менее 0,002 %. Если же на нем надпись 27 МГц, такой же точности ожидать трудно.

Высокая точность нужна, чтобы попасть на стандартизованную частоту Си-Би канала, а нужна ли она, скажем, при расчете сопротивления резистора? Конечно, нет, ведь сами резисторы в основном выпускаются с допусками 5, 10, а то и 20 %. То же относится к конденсаторам, а разброс характеристик транзисторов еще больше. Возьму на себя смелость сказать, что в подавляющем большинстве радиотехнических расчетов можно обойтись двумя значащими цифрами и точности 5...10 % вполне достаточно. Когда же что-то надо подрегулировать точнее, устанавливают подстровчные резисторы и конденсаторы, а катушки снабжают регулируемыми магнитопроводами с "сердечниками" - подстроечниками.

Теперь дадим ответ на приведенную выше задачку. Ее геометрическая аналогия - прямоугольный треугольник (рис. 1) и теорема Пифагора. Длины катетов - а и b, ответ - длина гипотенузы. Треугольник с приведенными данными даже невозможно нарисовать в масштабе - слишком он остроуголен! И совершенно ясно, что длина гипотенузы с очень мало отличается от длины большого катета а. Если кто-то из нетерпеливых читателей уже решил задачку на калькуляторе, то увидел ответ: 6,3071388, и это число требует округления. Мы же эту задачку решать вообще не будем, поскольку нам теперь ясно, что в ответе 6,3 при точности лучше 1 %.

Есть и алгебраический способ, упрощающий расчет. Примем а за единицу измерения. А почему бы и нет, ведь все равно, как мерить длину удава - в метрах, в ярдах или в попугаях, надо только знать коэффициенты перевода одних единиц в другие. Итак, а, измеренное в а, равно единице. Но b, измеренное в а, равно b/а = 0,3/6,3 = 0,05 (округляем). Это малая величина, по сравнению с единицей, обозначим ее х =b/а. Теперь формулу удобно представить рядом и ограничиться лишь первыми двумя членами: (1 + х2)1/2 = 1 + х2/2. Легко сосчитать в уме, что второй член составляет лишь 2,5·10-3, и им также можно пренебречь. Итак, ответ в а - единица, а в прежних величинах - 6,3.

Вопрос для самопроверки какова длительность единичных импульсов (по отношению к периоду) на выходе логического элемента (рис. 2), если он переключается при напряжении 2 В, а на вход подан синусоидальный сигнал с амплитудой 4 В?

Автор: В.Поляков, г.Москва

Смотрите другие статьи раздела Начинающему радиолюбителю.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Новые 75V StrongIRFET транзисторы от IR со сверхнизким RDSon 17.12.2014 Серия промышленных StrongIRFETT транзисторов от International Rectifier со сверхнизким сопротивлением канала расширила диапазон своих рабочих напряжений новым 75 В семейством в дополнение к появившимся ранее семействам на 40 В и 60 В. Основными сегментами использования данной серии MOSFET являются промышленные системы, такие как: электроинструмент, электрокары и другие промышленные транспортные средства с электрическим приводом, системы защиты аккумуляторных батарей, устройства с функцией "горячего подключения" и выходные каскады синхронного выпрямления в мощных импульсных ИП. Транзисторы нового семейства 75 В StrongIRFETT обладают сверхнизким сопротивлением открытого канала для повышения КПД систем, работающих в диапазоне низких частот, обеспечивают высокие рабочие и импульсные токи, содержат встроенный антипараллельный диод с мягкой характеристикой восстановления и обладают 3 В порогом включения, что улучшает их устойчивость к внешним помехам. Каждый изготовленный транзистор тестируется на самых высоких уровнях допустимого лавинного тока, что позволяет производителю гарантировать максимальную надежность MOSFET данной серии для промышленного применения. Транзисторы StrongIRFETT выпускаются в стандартных выводных корпусах и в корпусах для поверхностного монтажа. Применение высокотехнологичных корпусов, например D2-Pak-7 (TO-263-7), позволяет добиться полного сопротивления открытого транзистора менее 2 мОм и обеспечивает пиковый рабочий ток до 240 А. Все транзисторы серии имеют расширенный диапазон рабочих температур кристалла: от -55 до +175°С.

Другие интересные новости:

▪ Искусственное солнце

▪ Умный рюкзак для слабовидящих

▪ Нейтрино расскажут, почему мы существуем

▪ Распознавание людей сквозь стены

▪ Очистка воды методом фотохимического разложения

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Аккумуляторы, зарядные устройства. Подборка статей

▪ статья Джон Кейнс. Знаменитые афоризмы

▪ статья В какой стране заключенные могут сокращать свои сроки, читая книги и работая на велотренажерах? Подробный ответ

▪ статья Кизил кроваво-красный. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Миниатюрный осциллографический пробник. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Ключ и веревочное кольцо. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025