Модулација сигнала

Gospodar munja - Nikola Tesla (Може 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Модулација сигнала

Дискретни полупроводнички уређаји и склопови


Питање 1

Савремена метода контроле електричне енергије подразумева убацивање брзог прекидача у линију са електричним оптерећењем, како би се временом веома брзо укључило и искључило напајање. Обично се користи солид стате уређај као што је транзистор :

Ово коло је у великој мери поједностављено од оног стварног, струјног кола за контролу импулса. Управо је приказан транзистор (а не "коло" пулсирања који је потребан да би га започео и искључио) због једноставности. Све што треба да знате јесте чињеница да транзистор ради као једноставан, једнополни прекидач са једним бацачем (СПСТ), осим што је контролисан електричном струјом, а не механичком снагом, и да је у стању да укључите и искључите милионе пута у секунди без хабања или замора.

Ако је транзистор довољно импулсан и искључен, снага жаруље може се променити на исти начин као да је контролисана променљивим отпорником. Међутим, енергија се троши приликом коришћења брзог транзистора за контролу електричне енергије, за разлику од тога када се користи променљива отпорност за исти задатак. Овај начин контроле електричне енергије се обично назива Пулсе-Видтх Модулатион, или ПВМ .

Објасните зашто је контрола снаге ПВМ много ефикаснија него контролисање снаге оптерећења помоћу серијског отпора.

Открити одговор Сакриј одговор

Када је транзистор укључен, делује као затворени прекидач: преносе пуну оптерећену струју, али остављајући мало напона. Дакле, његова "ОН" снага (П = ИЕ) дисипација је минимална. Насупрот томе, када је транзистор искључен, понаша се као отворени прекидач: уопште не пролази никаква струја. Дакле, његова "ОФФ" дисипација снаге (П = ИЕ) је нула. Снага која се распрши од оптерећења (сијалица) је просечна вредност времена која се распршује између транзисторских циклуса "ОН" и "ОФФ". Стога, снага оптерећења се контролише без "трошења" енергије преко управљачког уређаја.

Напомене:

Ученици могу тешко да схвате како се сијалица може затамнити тако што ће се брзо укључити и искључити. Кључ за разумијевање овог концепта је схватити да вријеме транзистора мора бити много брже од времена потребног да се жаруља сијалице потпуно загреје или потпуно охлади. Ситуација је слична брзини аутомобила брзим "пумпањем" педале гаса. Ако се споро изврши, резултат је различита брзина аутомобила. Међутим, ако се довољно брзо заврши, маса аутомобила у просеку мери "ОН" / "ОФФ" бициклом педале и резултира скоро стабилном брзином.

Ова техника је веома популарна у индустријској контроли снаге и постаје популарна као техника за амплификацију звука (позната као класа Д ). Предности минималне потрошње енергије од стране управљачког уређаја су многе.

Питање 2

Објасните разлику између АМ ( Амплитуде Модулатион ) и ФМ ( Фрекуенци Модулатион ).

Открити одговор Сакриј одговор

Ово је лако питање да пронађете одговор. Оставићу ти посао!

Напомене:

Питајте своје ученике да објасне коју врсту модулације ће користити њихова трансмитер кола и које предности може имати један тип модулације преко другог.

Питање 3

Веома важан концепт у електроници је модулација . Објасните шта значи "модулација" и дајте један или два примера.

Открити одговор Сакриј одговор

Модулација је чин импресионирања информација на иначе бескрајни ток материје или енергије, обично ради комуникације те информације на дугој удаљености. Радио је врло чест пример примене модулације, али ћу вам допустити да истражите још неколико сам!

Напомене:

Постоји много примера модулације које студенти могу пронаћи за презентацију, а не сви они су електронски. Изазвати их да размишљају о сценаријима осим савремених електронских и / или оптичких комуникационих шема у којима је модулација неке врсте запослена.

Питање 4

Примитивна форма комуникације одавно је била употреба дима сигнала : прекидајући растући ток дима из ватре махањем ћебе над њом, тако да се одређене секвенце дима "пуффс" могу видјети на одређеној удаљености. Објасните како је ово примјер модулације, мада у не-електроничком облику.

Открити одговор Сакриј одговор

Модулација је утисак информација на иначе бескрајни ток материје или енергије. У овом случају, модулација тока дима, помоћу ћебених покрета, мора бити прилично очигледна.

Напомене:

Веома је важно да ученици схвате да модулација није ограничена на електронске медије. Страни примјери од овога могу се навести као доказ. Једном сам разговарао са инжењером специјализираним за мерење вибрација који ми је рекао врло чудну примјену модулације за комуникацију података. Радио је на дизајну сензора вибрације који би био уграђен у главу бургије за нафту. Овај сензор је требао пренијети информације на површину, хиљадама стопа уназад, али није могао користити радио или било који други "нормалан" медиј за податке због растојања и тешког окружења. Решење које је предузело овом јединственом проблему било је да сензор активира вентил на глави бушилице који би модулирао проток бушилице до површине: нуспродукт бушења који је у сваком случају био пумпан до површине. Пулсирањем нормално стабилног тока блата, дигитални подаци се могу пренијети сензорима притиска на површину, а затим се претварају у бинарне податке за рачунар ради архивирања и превођења. Подударано, брзина бита је била веома спора, али систем је радио.

Оваква апликација показује колико је важно да ученици користе креативност. Стварно занимљиви проблеми у животу не дају "искрене и истините" рјешења, већ се могу превазићи само кроз вежбање креативности и вештина. Учините све што можете да изложите своје ученике таквом креативном размишљању у својој дисциплини, а то ће им помоћи да постану решитељ проблема сутрашњице!

Питање 5

Једна од најједноставијих електронских метода модулације је амплитудна модулација или АМ . Објасните како би сигнал високофреквентног носача модулисао сигналом нижих фреквенција, као што је случај са два сигнала приказана овде у временском домену:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Не очекујем да ће студенти моћи прецизно скицирати модулирани таласни облик, посебно када је период носача толико кратак. Међутим, они би требали бити у могућности да изразе општу идеју амплитудне модулације у неком облику цртања или скице, и то је све што ме интересује да видим од њих као одговор на ово питање.

Питање 6

Конектор који се често користи за амплитудно-модулирање сигнала носача је множитељ :

Објасните како тренутна множења два синусна таласа резултирају амплитудном модулацијом. Ако је могуће, графирајте ово на графичком калкулатору или другом уређају за куцање рачунара.

Открити одговор Сакриј одговор

Допустићу вам да сами сазнате ово!

Напомене:

Множитељски кругови су прилично корисни, а не само за модулацију амплитуде. Међутим, чињеница да се могу користити као амплитудни модулатори, представља концепт који неки ученици сматрају тешким за разумевање. Једна илустрација која би могла очистити ствари је подесиви делилац напона (пошто су размножавање и подела уско повезани):

Сада, такав потенциометарски круг би био потпуно непрактичан за било коју модулирајућу фреквенцију сигнала измерену у Хертз-у, јер се потенциометар брзо истрошио од свих кретања. То је принцип модулисане раздвајања напона, али ово коло помаже у комуникацији. Множитељски кругови раде исту ствар, само помножавајући амплитуду сигнала носача, уместо да га деле.

Питање 7

Уобичајена техника модулације која се користи у радио емитовању је фреквентна модулација или ФМ . Објасните како би сигнал високофреквентног носача модулисао сигналом нижих фреквенција, као што је случај са два сигнала приказана овде у временском домену:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Не очекујем да ће студенти моћи прецизно скицирати модулирани таласни облик, посебно када је период носача толико кратак. Међутим, они би требали бити у могућности да изразе општу идеју модулације фреквенције у неком облику цртања или скице, и то је све што ме интересује да видим од њих као одговор на ово питање.

Питање 8

У срцу ФМ предајника је кола названа осцилатором под напоном или ВЦО . Објасните која је сврха ВЦО-а и како се то директно односи на модулацију фреквенције.

Открити одговор Сакриј одговор

ВЦО генерише АЦ излазни сигнал чија је фреквенција пропорционална спољашњем испорученом напону.

Напомене:

Напомена својим ученицима да се ВЦО кругови не користе само у ФМ радио преношењу. Такође су од суштинског значаја за функције фазно закључаних петљи .

Питање 9

Ово је шематски за врло једноставан ВЦО:

Осцилатор је дизајн "Цолпиттс". Кључ за разумевање операције овог кола је познавање како вараторов диода одговара различитим количинама ДЦ напона пристрасности. Објасните како ово коло функционише, посебно како диода врши контролу над фреквенцијом осцилације. Зашто излазна фреквенција варира када се контролни напон разликује "# 9"> Откриј одговор Сакриј одговор

Како се напон преко варакторске диоде мења, његова капацитета се мења.

Излазна фреквенција се повећава како контролни напон постаје позитивнији.

Напомене:

Ово питање је добар преглед функције варакторске диоде, као и теорије модулације фреквенције.

Питање 10

Ово је шематски за једноставан ВЦО:

Осцилатор је дизајн РЦ "фазног помака". Објасните како ово коло ради. Зашто излазна фреквенција варира када се контролни напон разликује "# 10"> Открити одговор Сакриј одговор

Да бисте схватили како ЈФЕТ функционишу у овом ВЦО дизајну, пажљиво проучите области "засићења" карактеристичних кривуља ЈФЕТ-а. Имајте на уму да се ови региони појављују као готово равне линије. Ово указује на нешто о понашању засићеног ЈФЕТ-а који се експлоатише у овом ВЦО склопу.

Излазна фреквенција се смањује како контролни напон постаје позитивнији.

Напомене:

Не само да ово питање омогућава студентима да испитају рад ВЦО-а, али такође пружа и добар преглед ЈФЕТ теорије, као и практичан примјер специјалне примјене транзистора на пољу-ефекат спојева.

Напомена: схематски дијаграм за ово коло изведен је из једног нађеног на страни 997 Јохн Маркус '

, Прво издање. Очигледно, дизајн је произашао из публикације Моторола о кориштењу транзистора са ефектом поља ("Ниске фреквенције примјене поља-ефективних транзистора", АН-511, 1971).

Питање 11

ФМ има тенденцију да буде далеко веће средство за модулацију сигнала од АМ-а. На пример, "пукотина" облика радио сметњи изазвана природном громобраном или "зујањем" шумом произведеним путем високонапонских далековода лако се чују на АМ радио, али одсутан на ФМ радију. Објаснити зашто.

Открити одговор Сакриј одговор

Радио интерференција се манифестује као додатни врхови на "коверти" модулисаног носача таласа. АМ пријем се заснива на извлачењу тог коверте из модулисаног носача, па ће АМ пријемници "покупити" нежељене буке. ФМ пријем се заснива на екстракцији информација од промјена фреквенције, која је у великој мјери непромијењена буком.

Напомене:

Замолите ученике да објасне овај принцип својим ријечима, а не само да понављају одговор.

Питање 12

Када преносите аудио информације (попут музике и говора) у облику радио таласа, зашто се трудите модулирати високофреквентни преносни сигнал? Зашто не само да повежете моћно аудио појачало директно са антеном и директно емитујте аудио фреквенције?

Открити одговор Сакриј одговор

Постоји неколико разлога због којих не бисте желели да емитују електромагнетне (радио) таласе на аудио фреквенцијама. Неколико најважнијих овде су наведене:

Потребна величина антене.
Ниска ефикасност преноса од немогућности усклађивања дужине антене до (промјене) аудио фреквенције.
Интерференција од других (сличних) радио предајника.

Будите спремни да објасните зашто сваки од ових фактора ефикасно забрањује радио емисије на аудио фреквенцијама.

Напомене:

Сврха овог питања је да ученици пренесу своје разумијевање основне теорије РФ и антене на веома практичан проблем преноса нискофреквентних (у овом случају, аудио) информација. Забавна вјежба која се бави овим питањем је израчунавање потребних физичких димензија антене четврт-таласне (((λ) / 4)) фреквенције од 2 кХз, имајући у виду да λ = в / ф и в ≈ 3 × 10 8 метара у секунди.

Питање 13

Предвидите како ће утицати на излазну фреквенцију овог склопа осцилатора (ВЦО) контролисаног напона као резултат следећих грешака. Разматрајте сваку грешку независно (тј. Један по један, без вишеструких грешака):

Капацитет Ц 1 не отвори:
Индуктор Л 1 не отвара:
Ресистор Р 1 не отвори:
Ресистор Р 2 отказао:
Индуктор Л 2 не успева делимично краткотрајно:

За сваки од ових услова објасните зашто се настају последице. Напомена: напон-зависна капацитивност варакторске диоде је дата следећом једначином:

Ц ј = Ц о



2В + 1

Где,

Ц Ј = Јачина капацитета

Ц о = Јачина капацитета без примењеног напона

В = Примењени напон повратног споја

Открити одговор Сакриј одговор

Капацитет Ц 1 није отворен: излазна фреквенција се повећава.
Индуктор Л 1 не отвара: излазна фреквенција се смањује.
Ресистор Р 1 не отвори: Излазна фреквенција се смањује.
Ресистор Р 2 не отвори: Излазна фреквенција се повећава.
Индуктор Л 2 не успева делимично краткотрајно: Излазна фреквенција се повећава.

Напомене:

Сврха овог питања је да приступи домену решавања проблема са круговима из перспективе да сазнају која је грешка, а не само знати који су симптоми. Иако ово није нужно реална перспектива, он помаже ученицима да изграде темељна знања неопходна за дијагностификацију скривеног круга из емпиријских података. Питања као што је ово треба слиједити (евентуално) другим питањима од студената да идентификују вјероватне грешке засноване на мерењима.

Питање 14

Одредите дужину циклуса овог квадратног таласног сигнала:

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 10%

Напомене:

Ово питање изазива студенте да примене своје знање о циклусу рада у мерни сценарио.

Питање 15

Одредите дужину циклуса овог квадратног таласног сигнала:

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 80%

Напомене:

Ово питање изазива студенте да примене своје знање о циклусу рада у мерни сценарио.

Питање 16

Оптерећено ДЦ оптерећење добија снагу пулсне ширине (ПВМ) из контролног кола, а осцилоскоп приказује таласни облик напонског оптерећења као такав:

Израчунајте радни циклус овог таласа, као и просјечну снагу која се распрши оптерећењем уз оптерећење од 1.8 Ω.

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 12, 5%

П просека ≈ 250 В

Следеће питање: које параметре подешавања осцилоскопа (вертикална осетљивост, однос сонде, спајање и временски размак) су неопходни за извођење ових прорачуна "белешке скривене"> Напомене:

Израчунавање радног циклуса мора бити лако. Израчунавање дисипације снаге оптерећења захтева мало размишљања. Ако ваши ученици не знају како израчунати просечну снагу, препоручите овај експеримент миша: рачунање дисипације снаге на 0% радног циклуса, при 100% радном циклусу и при 50% радном циклусу. Однос између дужинског циклуса и средње потрошње енергије је прилично интуитиван ако се узму у обзир ти услови.

Ако је потребан строжији приступ за задовољавање студентских упита, можда ћете желети да представите још један мисаони експеримент: израчунајте енергију (у јединицама Јоулеса) испоручене за оптерећење за 50% радни циклус, подсјећајући да је Ваттс једнак Јоулес-у у секунди. Просјечна снага се израчунава дељењем Јоулеса за неколико секунди током периода једног или више циклуса цијелог таласа. Од овога, линеарна веза између радног циклуса и просечне потрошње енергије би требала бити јасна.

Питање 17

Оптерећено ДЦ оптерећење добија снагу пулсне ширине (ПВМ) из контролног кола, а осцилоскоп приказује таласни облик напонског оптерећења као такав:

Израчунајте радни циклус овог таласа, као и просјечну снагу која се распрши оптерећењем уз претпоставку оптерећења од 10, 3 Ω.

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 58, 3%

П просека ≈ 80 В

Следеће питање: које параметре подешавања осцилоскопа (вертикална осетљивост, однос сонде, спајање и временски размак) су неопходни за извођење ових прорачуна "белешке скривене"> Напомене:

Израчунавање радног циклуса мора бити лако. Израчунавање дисипације снаге оптерећења захтева мало размишљања. Ако ваши ученици не знају како израчунати просечну снагу, препоручите овај експеримент миша: рачунање дисипације снаге на 0% радног циклуса, при 100% радном циклусу и при 50% радном циклусу. Однос између дужинског циклуса и средње потрошње енергије је прилично интуитиван ако се узму у обзир ти услови.

Ако је потребан строжији приступ за задовољавање студентских упита, можда ћете желети да представите још један мисаони експеримент: израчунајте енергију (у јединицама Јоулеса) испоручене за оптерећење за 50% радни циклус, подсјећајући да је Ваттс једнак Јоулес-у у секунди. Просјечна снага се израчунава дељењем Јоулеса за неколико секунди током периода једног или више циклуса цијелог таласа. Од овога, линеарна веза између радног циклуса и просечне потрошње енергије би требала бити јасна.

Питање 18

Коло осцилатора на овом дијаграму генерише квадратни талас са подесивим радним циклусом:

Студенти желе да користе овај круг као основу за регулацију снаге пулсне ширине (ПВМ), како би се променила количина снаге која се испоручује за ДЦ оптерећење. Пошто је осцилаторско коло изграђено да би произвело слабе сигнале и не испоручује напајање директно на оптерећење, студент додаје МОСФЕТ снаге да би пребацио тешке оптерећења:

Кориговати радни циклус излазног сигнала осцилатора са снагом мотора. Другим ријечима, опишите како повећања и опадања циклуса рада сигнала утичу на количину снаге која се испоручује електромотору.

Открити одговор Сакриј одговор

Што је већи циклус рада, већа снага је испоручена мотору.

Следеће питање: како препоручити одређену фреквенцију осцилатора за ово коло за управљање моторима "скривене белешке"> Напомене:

Као преглед, замолите ученике да идентификују коју врсту МОСФЕТ-а (тип канала и режим исцрпљивања или побољшања), и која амплитуда сигнала одговарајућег осцилатора треба да буде за покретање МОСФЕТ-а наизменично између прекидања и засићења.

Питање 19

Објасните зашто је важно да коначни транзистори снаге у управљачком кругу снаге ПВМ функционишу на пуном прекиду и потпуну засићеност, а не у линеарном (активном) режиму између ова два екстрема. Шта би могло да се деси ако су транзистори снаге били мање од прекидача или мање од засићеног при преносу струје?

Открити одговор Сакриј одговор

Дисипација струје транзистора ће се повећати ако ради у свом "линеарном" опсегу рада умјесто да буде потпуно одсечена или засићена. Тиме се смањује радни век и енергетска ефикасност кола.

Напомене:

Прегледајте са својим ученицима шта значи да је транзистор у "одрезу" или у "засићености", ако они нису упознати са овим појмовима или ако је прошло мало времена откад су ово проучавали. Јасно разумевање овог концепта је пресудно за њихово разумијевање ефикасности управљања ПВМ снагом.

Питање 20

Ако је импулсни модулирани сигнал (ПВМ) сигнал упућен у пасивни интеграторски круг из круга који може да истовремено извори и потопи (као што је случај са излазном фазом двоструке МОСФЕТ-а), излаз ће бити ДЦ напон (са неки валови):

Одредите однос између радног циклуса сигнала ПВМ и излазног напона од стране интегратора. Шта ово говори о ПВМ-у као начину комуницирања информација, као што су аналогни подаци из мјерног уређаја "# 20"> Ревеал ансвер Хиде ансвер

Постоји непосредна пропорционална веза између циклуса рада и излазног напона ДЦ у овом кругу, што омогућава да ПВМ сигнал представља аналогне податке.

Следеће питање: # 1: зашто је важно да круг који генерише ПВМ сигнал интегратора може бити у стању да истовремено извори и потоне?

Питање за праћење # 2: шта би требало учинити како би се смањио напон валовања на излазу интегратора?

Напомене:

Иако студентима не би било тешко да разумеју однос између дужности циклуса и излазног напона из ДЦ, примена овог односа на комуникацију са подацима може бити тешка за неке студенте да схвате, посебно сами. Даље елаборирање са ваше стране може бити потребно.

Одличан примјер овог принципа је генерисање аналогног напона помоћу 1-битног дигиталног склопа. Ова техника је корисна у системима микроконтролера где излазни портови могу бити оскудни, под условом да напонски валови (или спори одговор) нису проблем.

Питање 21

Снимите оно што би фреквенцијски спектар изгледао за чисти (неисторисани) 1 МХз синусни талас:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Ово питање испитује знање ученика о фреквенцијским спектрима и логаритамским скалама. Имајте на уму да са чистим синусним таласом постоји само један пик на фреквенцијском спектру.

Питање 22

Одредити фреквенцијски спектар за сигнал високог фреквенцијског сигнала, који је амплитудно-модулисан (АМ) путем сигнала звучне фреквенције синусног таласа, како слиједи сљедећи блок дијаграм:

Спектри за ове одговарајуће таласне облике приказани су појединачно:

Овде упишите модулирани спектар сигнала:

Открити одговор Сакриј одговор

Питање о следећем питању: да ли је модулативни (аудио) сигнал повећан у фреквенцији, шта би бочни спектар учинили "белешке скривене"> Напомене:

Сврха овог питања је да се ученицима препознаје одакле долазе бочне траке и како се односе на фреквенцијски спектар амплитудно модулисаног носача таласа.

У случају да се неко питао, симетрично позиционирање бочних појасева око носача на спектру одговора подразумева линијску скалу фреквенције.

Питање 23

Одредити фреквенцијски спектар за сигнал високе фреквенције, синусни талас "носач" који је амплитудно модулисан (АМ) помоћу аудио-фреквенцијског сигнала са својим спектром. Спектри за ове одговарајуће таласне облике приказани су појединачно:

Овде упишите модулирани спектар сигнала:

Открити одговор Сакриј одговор

Напомене:

Сврха овог питања јесте да се ученицима препознаје одакле долазе бочни појас и да препознају њихову симетрију о врху оператера.

У случају да се неко чује на питање, једнако скалирање бочних појасева око носача на спектру одговора подразумева линијску скалу фреквенције.

Питање 24

Важно мерење импулзних таласа је радни циклус . Дајте прецизно. математичка дефиниција за овај појам.

Такође, напишите решење једначина за ширину импулса према датом циклусу рада (Д) и фреквенцији (ф).

Открити одговор Сакриј одговор

"Радни циклус" је мера импулсног таласа на време у односу на његово укупно време (период):

Д = т он


т укупно

Дозволићу вам да схватите како да пишете решавање једначина за ширину импулса (т он ) у смислу циклуса рада и фреквенције.

Напомене:

Радни циклус је веома важан концепт, пошто се аналогне информације могу пренијети кроз циклус варијабилног циклуса инверзног дигиталног импулсног таласа. Разговарајте о овој апликацији са студентима, ако то дозвољава време.

Питање 25

Одредите дужину циклуса овог квадратног таласног сигнала:

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 38%

Напомене:

Ово питање изазива студенте да примене своје знање о циклусу рада у мерни сценарио.

Питање 26

Одредите дужину циклуса овог квадратног таласног сигнала:

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 30%

Напомене:

Ово питање изазива студенте да примене своје знање о циклусу рада у мерни сценарио.

Питање 27

Како би ДЦ мотор са трајним магнетом могао реагирати ако је прекидач у овом кругу више пута затворен и отворен на врло високој фреквенцији "// ввв.беаутицрев.цом.ау//суб.аллабоутцирцуитс.цом/имагес/куиз/01104к01.пнг ">

Да ли би се ротирала са пуним брзинама, исто као и да је прекидач стално затворен? Да ли би се уопште ротирало? Објасните свој одговор.

Открити одговор Сакриј одговор

Мотор би се ротирао са неким брзинама мање од пуних брзина.

Следеће питање: објасните како се овај општи принцип може користити за контролу брзине електромотора.

Напомене:

Пошто коло у овом питању утјеловљује генерални принцип контроле снаге, било би добро да се супротстави против других облика контроле снаге. Питајте ученике како мисле да је овај метод контроле упоредио са постављањем променљиве отпорности у серији са мотором. Да ли је метода "пребацивања" више или мање ефикасна?

Питање 28

Оптерећено ДЦ оптерећење добија снагу пулсне ширине (ПВМ) из контролног кола, а осцилоскоп приказује таласни облик напонског оптерећења као такав:

Израчунајте радни циклус овог таласа, као и просјечну снагу која се распрши оптерећењем уз оптерећење од 2.5 Ω.

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 42%

П просека ≈ 1, 5 В

Следеће питање: које параметре подешавања осцилоскопа (вертикална осетљивост, однос сонде, спајање и временски размак) су неопходни за извођење ових прорачуна "белешке скривене"> Напомене:

Израчунавање радног циклуса мора бити лако. Израчунавање дисипације снаге оптерећења захтева мало размишљања. Ако ваши ученици не знају како израчунати просечну снагу, препоручите овај експеримент миша: рачунање дисипације снаге на 0% радног циклуса, при 100% радном циклусу и при 50% радном циклусу. Однос између дужинског циклуса и средње потрошње енергије је прилично интуитиван ако се узму у обзир ти услови.

Ако је потребан строжији приступ за задовољавање студентских упита, можда ћете желети да представите још један мисаони експеримент: израчунајте енергију (у јединицама Јоулеса) испоручене за оптерећење за 50% радни циклус, подсјећајући да је Ваттс једнак Јоулес-у у секунди. Просјечна снага се израчунава дељењем Јоулеса за неколико секунди током периода једног или више циклуса цијелог таласа. Од овога, линеарна веза између радног циклуса и просечне потрошње енергије би требала бити јасна.

Питање 29

Оптерећено ДЦ оптерећење добија снагу пулсне ширине (ПВМ) из контролног кола, а осцилоскоп приказује таласни облик напонског оптерећења као такав:

Израчунајте радни циклус овог таласа, као и просјечну снагу која се распрши оптерећењем уз претпоставку отпорности оптерећења од 40, 7 Ω.

Открити одговор Сакриј одговор

Радни циклус ≈ 71, 4%

П просека ≈ 344 В

Следеће питање: које параметре подешавања осцилоскопа (вертикална осетљивост, однос сонде, спајање и временски размак) су неопходни за извођење ових прорачуна "белешке скривене"> Напомене:

Израчунавање радног циклуса мора бити лако. Израчунавање дисипације снаге оптерећења захтева мало размишљања. Ако ваши ученици не знају како израчунати просечну снагу, препоручите овај експеримент миша: рачунање дисипације снаге на 0% радног циклуса, при 100% радном циклусу и при 50% радном циклусу. Однос између дужинског циклуса и средње потрошње енергије је прилично интуитиван ако се узму у обзир ти услови.

Ако је потребан строжији приступ за задовољавање студентских упита, можда ћете желети да представите још један мисаони експеримент: израчунајте енергију (у јединицама Јоулеса) испоручене за оптерећење за 50% радни циклус, подсјећајући да је Ваттс једнак Јоулес-у у секунди. Просјечна снага се израчунава дељењем Јоулеса за неколико секунди током периода једног или више циклуса цијелог таласа. Од овога, линеарна веза између радног циклуса и просечне потрошње енергије би требала бити јасна.

Питање 30

Како је контрола снаге пулсне ширине слична форми контроле коју врше ТРИАЦ и СЦР у круговима снаге АЦ? Како се то разликује?

Открити одговор Сакриј одговор

Као иу ПВМ-у, кола за контролу напајања АЦ користећи ТРИАЦ и СЦР уређаје модулирају снагу контролишући време које оптерећење прима напајање из извора.

Напомене:

Разговарајте са ученицима о сличностима и разликама између ова два облика временске контроле снаге. Наравно, ПВМ је много софистициранији од природно комутираних СЦР и ТРИАЦ контролних схема, али је и сложенији и због тога могуће склонији грешкама.

Питање 31

Модулација пулсне густине (ПДМ) је блиско повезана са пулзном ширином (ПВМ). Опишите сличности и разлике у својим речима.

Открити одговор Сакриј одговор

ПВМ је истински аналогни формат модулације, где је ПДМ заиста дигитална. Другим ријечима, рјешење ПВМ је бесконачно, док је резолуција ПДМ коначна.

Напомене:

Треба напоменути да се импулсни ток може претворити у аналогни напон филтрирањем нископропусних филтера, што чини оба модулационог формата веома корисним.

  • ← Претходни радни лист

  • Индек листова

  • Следећи радни лист →