מחווני רמת האות. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

מחווני רמת האות

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / שֶׁמַע

זה לא סוד שהסאונד של המערכת תלוי במידה רבה ברמת האות בקטעים שלה. על ידי ניטור האות במקטעי המעבר של המעגל, אנו יכולים לשפוט את פעולתם של בלוקים פונקציונליים שונים: רווח, עיוות מוכנס וכו'. ישנם גם מקרים שבהם פשוט לא ניתן לשמוע את האות המתקבל. במקרים בהם לא ניתן לשלוט באות באמצעות אוזן, נעשה שימוש בסוגים שונים של מחווני רמה.

לצורך תצפית ניתן להשתמש גם במכשירי מצביע וגם במכשירים מיוחדים המבטיחים את פעולתם של מחווני "סרגל". אז, בואו נסתכל על העבודה שלהם ביתר פירוט.

1. מחווני חיוג

1.1 מחוון הבר הפשוט ביותר

סוג זה של אינדיקטורים הוא הפשוט ביותר מבין כל הקיימים. מחוון קנה המידה מורכב ממכשיר מצביע ומחלק. תרשים פשוט של המחוון מוצג באיור 1.

מחווני רמת האות. מחוון רמת סרגל
איור 1

כמטרים, משתמשים לרוב במיקרומטרים עם זרם סטייה כולל של 100 - 500 μA. מכשירים כאלה מיועדים לזרם ישר, ולכן, לצורך פעולתם, יש לתקן את אות הקול על ידי דיודה. הנגד נועד להמיר מתח לזרם. באופן קפדני, המכשיר מודד את הזרם העובר דרך הנגד. זה מחושב באופן יסודי, על פי חוק אוהם (היה כזה. גאורגי סמניך אום) עבור קטע מהמעגל. במקרה זה, יש לקחת בחשבון שהמתח לאחר הדיודה יהיה פחות פי 2. המותג של הדיודה אינו חשוב, כך שכל מי שפועל בתדר גדול מ-20 קילו-הרץ יתאים.

אז, חישוב: R = 0.5U/I

כאשר: R היא ההתנגדות של הנגד (אוהם)

U - מתח נמדד מרבי (V)

I - זרם סטיה של מחוון כולל (A)

הרבה יותר נוח להעריך את רמת האות על ידי מתן אינרציה מסוימת. הָהֵן. המחוון מראה את הערך הממוצע של הרמה. ניתן להשיג זאת בקלות על ידי חיבור קבל אלקטרוליטי במקביל למכשיר, עם זאת, יש לציין שבמקרה זה המתח במכשיר יגדל פי (שורש של 2). אינדיקטור כזה יכול לשמש למדידת הספק המוצא של מגבר. מה לעשות אם רמת האות הנמדד לא מספיקה כדי "לעורר" את המכשיר? במקרה זה, בחורים כמו הטרנזיסטור והמגבר התפעולי (להלן ה-Op-amp) באים להציל.

1.2 מחוון בר טרנזיסטור

אם אתה יכול למדוד את הזרם דרך הנגד, אז אתה יכול למדוד את זרם הקולטור של הטרנזיסטור. לשם כך, אנחנו צריכים את הטרנזיסטור עצמו ואת עומס האספן (אותו נגד). התרשים של מחוון גרף עמודות על טרנזיסטור מוצג באיור. 2.

מחווני רמת האות. מחוון בר טרנזיסטור
איור. מספר

גם כאן הכל פשוט. הטרנזיסטור מגביר את האות הנוכחי, אבל חוץ מזה הכל עובד אותו הדבר. זרם הקולטור של הטרנזיסטור חייב לעלות על זרם הסטייה הכולל של המכשיר לפחות פי 2 (כך הוא רגוע יותר גם לטרנזיסטור וגם עבורך), כלומר. אם זרם הסטייה הכולל הוא 100 µA, זרם האספן חייב להיות לפחות 200 µA. למען האמת, זה נכון למיליאממטרים, כי. דרך הטרנזיסטור החלש ביותר "עם משרוקית" טס 50 mA. כעת אנו מסתכלים בספר העיון ומוצאים בו את מקדם ההעברה הנוכחי h_21ה.

חשב את זרם הכניסה: I_b = אני_k/h_21E

איפה אני_b - זרם כניסה

I_k - זרם סטיה כולל = זרם אספן

h_21E - מקדם העברה שוטפת

R1 מחושב לפי חוק אוהם עבור קטע המעגל: R=U_e/I_k

שבו: R - התנגדות R1

U_e - מתח אספקה

I_k - זרם סטיה כולל = זרם אספן

R2 נועד לדכא מתח בבסיס. בחירה בו, אתה צריך להשיג רגישות מקסימלית עם סטייה מינימלית של החץ בהיעדר אות. R3 מתאים את הרגישות וההתנגדות שלו כמעט ולא קריטית.

יש מקרים שבהם צריך להגביר את האות לא רק בזרם, אלא גם במתח. במקרה זה, מעגל המחוון מתווסף עם מפל עם OE. חיווי כזה משמש, למשל, ברשמקול Comet 212. התוכנית שלו מוצגת באיור. 3.

מחווני רמת האות. מחוון חיוג בטרנזיסטור עם מגבר
איור. מספר

מחוון קנה מידה 1.3 במגבר ההפעלה

לאינדיקטורים כאלה יש רגישות גבוהה והתנגדות כניסה, ולכן הם מבצעים מינימום שינויים באות הנמדד. אחת הדרכים להשתמש ב-Op-amp - ממיר מתח לזרם מוצג באיור. ארבע.

מחווני רמת האות. מחוון קנה המידה על מגבר ההפעלה
איור. מספר

לאינדיקטור כזה יש התנגדות כניסה נמוכה יותר, אבל זה מאוד פשוט בחישובים ובייצור.

חשב את ההתנגדות R1: R=U_s /I_{מקסימום}

כאשר: R היא ההתנגדות של נגד הכניסה

U_s - רמת אות מקסימלית

I_{מקסימום} - זרם סטיה כולל

דיודות נבחרות לפי אותם קריטריונים כמו במעגלים אחרים.

אם רמת האות נמוכה ו/או נדרשת עכבת כניסה גבוהה, ניתן להשתמש ברפיטר. התוכנית שלו מוצגת באיור. 5.

מחווני רמת האות. מחוון קנה מידה על מגבר ההפעלה עם רפיטר
איור. מספר

לפעולה אמינה של הדיודות, מומלץ להעלות את מתח המוצא ל-2-3 V. לכן, בחישובים, אנו מתחילים ממתח המוצא של מגבר ההפעלה. קודם כל, בואו לגלות את הרווח שאנחנו צריכים: K \uXNUMXd U_בחוץ/U_בתוך.

כעת נחשב את הנגדים R1 ו-R2: K=1+(R2/R1)

נראה כי אין הגבלות בבחירת הדירוגים, אך לא מומלץ להגדיר את R1 פחות מ-1 kOhm.

כעת חשבו את R3: R=U_o/I

שבו: R - התנגדות R3

U_o - מתח מוצא של מגבר ההפעלה

I - זרם סטיה כולל

2. מחווני שיא (LED).

2.1 מחוון אנלוגי

אולי הסוג הפופולרי ביותר של אינדיקטורים כיום. נתחיל עם הפשוטים ביותר. על pic.6 התרשים של מחוון "אות/שיא" המבוסס על המשווה מוצג. שקול את עקרון הפעולה. סף התגובה נקבע על ידי מתח הייחוס, אשר נקבע בכניסה ההפוכה של המגבר על ידי המחלק R1R2. כאשר האות בכניסה הישירה חורג ממתח הייחוס, +U מופיע ביציאה של מגבר ההפעלה_п, VT1 נפתח ו-VD2 נדלק. כאשר האות מתחת למתח הייחוס, הפלט של מגבר ההפעלה הוא -U_п. במקרה זה, VT2 פתוח ו-VD2 מואר. עכשיו בואו נחשב את הנס הזה. נתחיל עם המשווה. ראשית, אנו בוחרים את מתח הפעולה (מתח התייחסות) ואת הנגד R2 בטווח של 3 - 68 קילו אוהם.

חשב את הזרם במקור מתח הייחוס

I_אל=U_op/R_б

איפה אני_אל - זרם דרך R2 (ניתן להזניח את הזרם של הכניסה ההפוכה)

U_op - מתח ייחוס

R_б - התנגדות R2

מחווני רמת האות. מחוון LED שיא
איור. מספר

עכשיו בואו נעשה חישוב

R1. R1=(U_e-U_op)/אני_אל

איפה אתה_e - מתח אספקת החשמל

U_op - מתח ייחוס (מתח יציאה)

I_אל - זרם דרך R2

הנגד המגביל R6 נבחר על פי הנוסחה

R1=U_e/ אני_לד

שבו: R - התנגדות R6

U_e - מתח אספקה

I_לד - זרם ישר של הנורית (מומלץ לבחור בטווח של 5 - 15 mA)

נגדי פיצוי R4, R5 נבחרים מתוך ספר העזר ותואמים את התנגדות העומס המינימלית עבור מגבר ההפעלה הנבחר.

2.2 אינדיקטורים על אלמנטים לוגיים

נתחיל עם מחוון הגבול עם נורית אחת (איור 7). אינדיקטור זה מבוסס על טריגר שמיט. כידוע, לטריגר שמיט יש היסטרזיס כלשהו, כלומר. סף ההדק שונה מסף השחרור. ההבדל בין הספים הללו (רוחב לולאת ההיסטרזיס) נקבע על ידי היחס בין R2 ל-R1 שכן הדק Schmitt הוא מגבר משוב חיובי. הנגד המגביל R4 מחושב לפי אותו עיקרון כמו במעגל הקודם. הנגד המגביל במעגל הבסיס מחושב על סמך יכולת העומס של ה-LE. עבור CMOS (מומלץ לוגיקת CMOS), זרם המוצא הוא כ-1,5 mA.

מחווני רמת האות. אינדיקטורים על אלמנטים לוגיים
איור 7

ראשית, בואו נחשב את זרם הכניסה של שלב הטרנזיסטור:

I_b=I_לד/h_21E

איפה אני_b - זרם כניסה של שלב הטרנזיסטור

I_לד - זרם ישר של הנורית (מומלץ להגדיר 5 - 15 mA)

h_21E - מקדם העברה שוטפת

כעת נוכל לחשב בערך את עכבת הכניסה:

Z=E/I_b

איפה: Z - עכבת כניסה

E - מתח אספקה

I_b - זרם כניסה של שלב הטרנזיסטור

אם זרם הכניסה אינו עולה על קיבולת העומס של ה-LE, אתה יכול להסתדר בלי R3, אחרת ניתן לחשב אותו באמצעות הנוסחה:

R=(E/I_b)-ז

איפה: R - R3

E - מתח אספקה

I_b - זרם כניסה

Z - עכבת כניסה של המפל

כדי למדוד את האות "סרגל", אתה יכול להרכיב מחוון רב רמות (איור 8). מחוון כזה הוא פשוט, אך הרגישות שלו נמוכה ומתאים רק למדידת אותות מ-3 וולט ומעלה. ספי הפעולה של LE נקבעים על ידי נגדי כוונון. המחוון משתמש ברכיבי TTL, במקרה של CMOS, יש להתקין שלב מגבר ביציאה של כל LE.

מחווני רמת האות. מחוון LED רב רמות
איור 8

2.3. אינדיקטורים לשיא על מיקרו-מעגלים מיוחדים

הדרך הקלה ביותר להכין אותם. כמה תוכניות מוצגות באיור. 9

איור 9 (לחץ להגדלה)

אתה יכול גם להשתמש במגברי תצוגה אחרים. אתה יכול לבקש סכימות חיבור עבורם בחנות או מ- Yandex. ניתן גם להזמין ערכות מוכנות מ-Masterkit, masterkit.ru/main/bycat.php?num=15

3. מחווני שיא (זוהר).

פעם הם שימשו בטכנולוגיה ביתית, עכשיו הם נמצאים בשימוש נרחב במרכזי מוזיקה. אינדיקטורים כאלה קשים מאוד לייצור (כוללים מיקרו-מעגלים מיוחדים ומיקרו-בקרים) ולחיבור (דורשים מספר ספקי כוח). אני לא ממליץ להשתמש בהם בטכנולוגיה חובבנית.

מחבר: Pavel Ulitin, Overlord7[doggy]yandex.ru, ICQ#: 322-026-295; פרסום: cxem.net

ראה מאמרים אחרים סעיף שֶׁמַע.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

תכולת אלכוהול של בירה חמה 07.05.2024

לבירה, כאחד המשקאות האלכוהוליים הנפוצים ביותר, יש טעם ייחודי משלה, שיכול להשתנות בהתאם לטמפרטורת הצריכה. מחקר חדש של צוות מדענים בינלאומי מצא כי לטמפרטורת הבירה יש השפעה משמעותית על תפיסת הטעם האלכוהולי. המחקר, בראשות מדען החומרים ליי ג'יאנג, מצא כי בטמפרטורות שונות, מולקולות אתנול ומים יוצרות סוגים שונים של אשכולות, מה שמשפיע על תפיסת הטעם האלכוהולי. בטמפרטורות נמוכות נוצרים יותר אשכולות דמויי פירמידה, מה שמפחית את החריפות של טעם ה"אתנול" וגורם למשקה להיות פחות אלכוהולי. להיפך, ככל שהטמפרטורה עולה, האשכולות הופכים דמויי שרשרת יותר, וכתוצאה מכך טעם אלכוהולי בולט יותר. זה מסביר מדוע הטעם של כמה משקאות אלכוהוליים, כגון באייג'יו, יכול להשתנות בהתאם לטמפרטורה. הנתונים שהתקבלו פותחים סיכויים חדשים ליצרני משקאות, ... >>

גורם סיכון מרכזי להתמכרות להימורים 07.05.2024

משחקי מחשב הופכים לצורת בידור פופולרית יותר בקרב בני נוער, אך הסיכון הקשור להתמכרות למשחקים נותר בעיה משמעותית. מדענים אמריקאים ערכו מחקר כדי לקבוע את הגורמים העיקריים התורמים להתמכרות זו ולהציע המלצות למניעתה. במהלך שש שנים, עקבו אחר 385 בני נוער כדי לגלות אילו גורמים עלולים לגרום להם להתמכרות להימורים. התוצאות הראו ש-90% ממשתתפי המחקר לא היו בסיכון להתמכרות, בעוד ש-10% הפכו למכורים להימורים. התברר שהגורם המרכזי להופעת התמכרות להימורים הוא רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית. בני נוער עם רמה נמוכה של התנהגות פרו-חברתית אינם מגלים עניין בעזרה ובתמיכה של אחרים, מה שעלול להוביל לאובדן הקשר עם העולם האמיתי ולהעמקת התלות במציאות מדומה שמציעים משחקי מחשב. בהתבסס על תוצאות אלה, מדענים ... >>

רעשי תנועה מעכבים את גדילת האפרוחים 06.05.2024

הצלילים שמקיפים אותנו בערים מודרניות הופכים נוקבים יותר ויותר. עם זאת, מעטים האנשים שחושבים כיצד הרעש הזה משפיע על עולם החי, במיוחד יצורים עדינים כמו אפרוחים שעדיין לא בקעו מהביצים שלהם. מחקרים עדכניים שופכים אור על נושא זה, ומצביעים על השלכות חמורות על התפתחותם והישרדותם. מדענים מצאו שחשיפה של אפרוחי יהלום זברה לרעש תנועה עלולה לגרום להפרעה חמורה בהתפתחותם. ניסויים הראו שזיהום רעש יכול לעכב באופן משמעותי את בקיעתם, ואותם אפרוחים שצצים מתמודדים עם מספר בעיות מקדמות בריאות. החוקרים מצאו גם שההשפעות השליליות של זיהום הרעש משתרעות על הציפורים הבוגרות. סיכויי רבייה מופחתים וירידה בפוריות מעידים על ההשפעות ארוכות הטווח שיש לרעש התנועה על חיות הבר. תוצאות המחקר מדגישות את הצורך ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

העלות של אנרגיה מסורתית וחלופית שווה 14.12.2014

כפי שמדווח ה"ניו יורק טיימס", תעשיית האנרגיה האמריקאית עוברת שינוי חשוב - מחיר אנרגיית השמש והרוח שווה כעת למחיר החשמל המיוצר בשיטה המסורתית, כלומר בשריפת דלקים מאובנים.

עד כה, בארה"ב, עלות האנרגיה הסולארית ירדה ל-5,6 סנט ל-1 קוט"ש, ומחיר אנרגיית הרוח ירד ל-1,4 סנט. לגבי האנרגיה המופקת משריפת פחם, יש לשלם עליה 6,6 אגורות, והאנרגיה המתקבלת משריפת גז עולה 6,1 אגורות.

התקדמות כה משמעותית בשימוש ב"אנרגיה ירוקה" בארצות הברית הושגה הודות לסבסוד ממשלתי נדיב. צפוי כי בעתיד הקרוב הם עלולים להיחתך או לבטל לחלוטין, אולם אנליסטים מאמינים שגם ללא תמיכה ממשלתית, VNA בארצות הברית תוכל להתחרות במקורות אנרגיה מסורתיים בשוויון.

עוד חדשות מעניינות:

▪ לייזר עם יציבות שיא

▪ שעות אור קצרות משפיעות על היכולת השכלית

▪ חומר מבודד שהוא מוליך בקצוות שלו

▪ קריאה כילד משפרת את היכולת הקוגניטיבית

▪ דיסני משחררת סמארטפונים אנדרואיד משלה

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר תקשורת רדיו אזרחית. בחירת מאמרים

▪ מאמר גירוש סוחרים מהמקדש. ביטוי עממי

▪ מאמר איזו יצירה מוזיקלית מתוכננת להסתיים עד 2640? תשובה מפורטת

▪ מאמר בוקיצה חלקה. אגדות, טיפוח, שיטות יישום

▪ מאמר הנושאים העיקריים של בניית תחנות כוח מיקרו הידרואלקטריות. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר כיס מגבר סטריאו. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר