Star News
Passiivsete komponentide sageduskarakteristikud. Blogi › Kaablite mõju kõlari parameetritele
Kavandatud seadme korrektseks tööks on vajalik passiivsete komponentide hoolikas valimine. On vaja üksikasjalikult kaaluda tulevase seadme passiivse elemendi aluse omadusi ja korpuste esialgset paigutust tahvlil.
Sageli ei omista arendajad tulevase seadme elemendibaasi valimisel passiivsete komponentide töösagedusalale erilist tähtsust. See toob kaasa ettearvamatuid tulemusi. Tahaksin märkida, et see ei kehti ainult kõrgsageduslike analoogseadmete kohta, kuna RF-signaalidel on tugev mõju passiivsetele madala sagedusega komponentidele galvaanilise sidestuse või kiirgamise kaudu. Näiteks võib operatsioonivõimendi lihtne aktiivne madalpääsfilter toimida kõrgsagedusfiltrina, kui see puutub kokku selle sisendis kõrge sagedusega.
Seetõttu on elektriliinide optimeerimisuuringute ja ümberõppe jaoks vaja eelistada lineaargeomeetria muutusi, eelkõige välisfaaside lähendamist ja kauguse suurendamist välistes faasikimpudes faasijuhtmete asendamise arvelt. .
Tundlikkusanalüüs võimaldas süvendada teadmisi elektriliste parameetrite arvutamisest ja liini füüsikaliste omaduste mõjust nendele parameetritele. Tehtud tähelepanekud toetavad modelleerimisega seotud tööd ja selle rakendusi elektriliinide optimeerimisel.
Takistid
Kõrgetel sagedustel takistil on oma induktiivsus, mahtuvus ja takistus. Vaata joon. 5.
Takistid võib jagada kolme põhitüüpi: traatmähis, süsinikkomposiit ja kile. Traattakisti oma struktuuris on suure takistusega metallist mähis, millest ilmneb tema enda induktiivsus. Kilekondensaatoritel on sarnane struktuur, seega on kilekondensaatoritel ka induktiivsus. Kiletakistite induktiivsed omadused avalduvad vähemal määral kui traattakistitel. Kuni 2 kOhm kiletakisteid saab RF-ahelates ohutult kasutada.
Lainete levik maandustagastusega ülemistes juhtmetes. Sagedusest sõltuvate ülekandeliinide täpne modelleerimine elektromagnetiliste siirdesimulatsioonides. Ülekandeliinide elektriliste parameetrite tundlikkuse analüüs sageduspiirkonnas. Mulla käitumise täpne esitus siirdeuuringute jaoks, mulla käitumise täpne esitus siirdeuuringute jaoks.
Mitmefaasilise ülekandeliini mudel, mis kasutab lühimaarežiime. Need on valmistatud erineva alusmaterjaliga rauapulbersüdamikega, sõltuvalt vajalikust töösagedusest. Magnetsüdamiku kõrge osa, mis on saadud materjali anisotroopsete omaduste tõttu, võimaldab kõrge küllastusvooluga kõrgeid induktiivsuse väärtusi. Nende induktiivpoolide ideaalne rakendus on siinuslaine generaatorite, voolugeneraatorite või mootoriajamite väljundfilter.
Kuna takistite klemmid on üksteisega paralleelsed, on nende vahel oluline mahtuvuslik side. Mida suurem on takisti väärtus, seda väiksem on väljundivaheline mahtuvus.
Kondensaatorid
Kondensaatori ekvivalentne ahel kõrgsageduspiirkonnas on näidatud joonisel fig. 6.
Need võivad töötada võrgu sagedustel kuni 100 kHz, olenevalt voolu pulsatsioonist, millele need alluvad. Tavaliselt kasutatavad juhtmed on ümmarguse või ristkülikukujulise ristlõikega täisvask. Kui voolu pulsatsioon, millele induktiivpool mõjub, on liiga kõrge või liiga kõrge sagedusega, siis rauapulbrit enam ei kasutata. Ferriitsüdamikuga induktiivpoolides kasutatakse spetsiaalseid konstruktsioonilahendusi, et vältida mähiste ülekuumenemist "kinki" nähtuse, st õhupilu kõrgusel tekkiva magnetvoo hajumise tõttu.
Skeemis olevaid kondensaatoreid kasutatakse lahtisidestus- ja filtreerimiselementidena. Kondensaatori reaktantsi arvutamiseks kasutame järgmist valemit: 
Ülaltoodud valemi põhjal arvutame 10 mikrofaradi kondensaatori reaktantsi sagedustel 10 kHz ja 100 MHz. Arvutatud väärtused olid järgmised 1,6 oomi sagedusel 10 kHz ja 160 mikrooomi sagedusel 100 MHz. Nüüd kontrollime, kas see on tõsi.
Traditsioonilistes või erikihtides induktiivpoolid
Selle materjali kõrge küllastusinduktsioon koos väikeste kadudega, mis tulenevad parasiitmõjudest, mida on võimalik saavutada väga õhukeste laminaatidega, võimaldavad nende induktiivpoolide abil rakendada väga erinevaid rakendusi: alates nivelleerimistasemetest kuni madalsageduslike voolugeneraatoriteni. väljundfiltrid siinusgeneraatoritele, sisendfiltritega harmoonilise taastamiseks kolmefaasilises muunduris. "Ripumise" nähtus nõuab erilist hoolt mähiste tegemisel ja õhupilu asukohas.
Kõik nimetatud takistused summeeruvad ja loovad samaväärse järjestikuse takistuse (ESR). Eelneva põhjal märgime, et lahtisidumise ahelates kasutatavatel kondensaatoritel peab olema madal ESR. Seda seetõttu, et seeriatakistus piirab pulsatsiooni- ja mürasummutusvõimet. Seadme töötemperatuuri tõus mõjutab oluliselt ka ESR-i muutust, see suureneb. Seetõttu on alumiiniumist elektrolüütkondensaatori kasutamisel kõrgendatud töötemperatuuril vaja kasutada sobivat tüüpi kondensaatorit.
Seda tüüpi toodete puhul kasutatakse rannikul pakkimise tehnikat. Sel viisil on pöörde ja pöörde vaheline ruum konstantne, tagades kogu juhi optimaalse ventilatsiooni ja optimeerides ruumi esinemiseks. Kasutades seda meetodit erinevate materjalidega silindrilistel südamikel, saame väga kompaktsed induktiivsused, suured voolud ja palju muud suured voolud küllastus. Mähiste spetsiifiline spiraalne kuju vähendab juhuslike voolude mõju, muutes need sobivaks kõrgsageduslikeks rakendusteks.
Elektrolüütkondensaatorite kasutamisel peaksite kondensaatorit hoolikalt plaadile paigutama ja ühendama. Positiivne plaat tuleb ühendada positiivsega, kondensaatorit ühendavad liinid peavad olema võimalikult lühikesed. Kui kondensaator on valesti ühendatud, hakkavad voolud läbi elektrolüüdi voolama kondensaatori enda kiire rikkega.
Sama fin-wound tehnikat kasutatakse ka induktiivpoolide valmistamisel nii õhus kui ka magnetsüdamikul, kus mähis tehakse õõnsa vasktoru abil, mis on varustatud jahutusvedeliku vooluga. Need on väga spetsiifilised induktiivpoolid, mis on tavaliselt valmistatud kliendi konkreetse disaini järgi ja neid kasutatakse siis, kui induktiivpooli poolt hajutatud suurt võimsust ei saa lokaalselt hajutada, vaid need tuleb mujalt jahutusploki või jahuti kaudu eemaldada.
Niit sisaldab traadi välimist osa ja sisemist osa. Seega on eneseinduktsiooni koefitsient kahe liikme summa. Arvestades ühiku pikkust, on meil järgmised avaldised. Arvestades juhte õhus ja minnes kümnendlogaritmidele, antakse siis avaldisega iseinduktsiooni koefitsient juhi pikkuseühiku kohta.
On ka seadmeid, milles kahe punkti vaheline alalisvoolu potentsiaalne erinevus võib muuta oma märki. Sellistel juhtudel kasutatakse mittepolaarseid elektrolüütkondensaatoreid.
induktiivsus
Induktiivsuse ekvivalentahel kõrgsageduspiirkonnas on näidatud joonisel fig. 7.
Induktiivpooli reaktiivsust kirjeldatakse järgmise valemiga:
Valemist on näha, et 10 mH nimiväärtusega induktiivsuse reaktants on sagedusel 10 kHz 628 oomi, sagedusel 100 MHz on arvutatud väärtus 6,28 MΩ.
Trükkplaat
Trükkplaadil on ka kõik passiivsete komponentide kirjeldatud omadused, kuid need omadused ei ole nii väljendunud.
Trükkplaadile trükitud juhid võivad olla nii häirete allikad kui ka vastuvõtjad (antenn). Õige PCB-marsruutimine minimeerib kiirgus- ja indutseeritud müra. Kuna antenniks võib pidada mis tahes juhti trükkplaadil, pöördume antenniteooria põhitõdede poole.
Antenni teooria alused
Üks peamisi antennitüüpe on "tihvt" või meie puhul sirge juht. Sirgejuhi kogutakistusel on takistuslik (aktiivne) ja induktiivne (reaktiivne) komponent:
peal DC ja madalatel sagedustel domineerib aktiivne komponent. Sageduse kasvades muutub reaktiivne komponent olulisemaks.
PCB juhtme induktiivsuse arvutamise valem on järgmine:
Keskmiselt on plaadile trükitud juhtmete induktiivsus 6 ... 12 nH pikkuse sentimeetri kohta. Näiteks 10 cm pikkuse juhi takistus on 57 MΩ ja induktiivsus 8 nH sentimeetri kohta. Sagedusel 10 kHz muutub reaktants 50 MΩ ja kõrgematel sagedustel tuleb juhti pidada pigem induktiivsuseks kui takistusjuhiks.
Piitsantenn hakkab töötama lainepikkuse ja antenni pikkuse suhtega 1/20. Seetõttu on 10 cm pikkune juht hea antenn sagedusel üle 150 MHz. Trükkplaatide juurde tagasi tulles märgin, et näiteks taktsignaali generaatori sagedus ei pruugi olla võrdne 150 MHz-ga, kuid taktgeneraatori kõrgemad harmoonilised võivad saada kõrgete sageduste allikaks.
Veel üks peamisi antennitüüpe on silmusantenn. Sirgejuhi induktiivsus suureneb oluliselt painutustega. Juhi induktiivsuse suurenenud väärtus vähendab sagedust, mille juures "antenni" tundlikkus on maksimaalne.
Kogenud trükkplaatide projekteerijad, kellel on arusaam silmusantennide mõjust, märgivad, et topoloogiat on võimatu ehitada nii, et kriitiliste signaalide jaoks tekiks silmus. Vastasel juhul moodustatakse päri- ja tagurpidivoolu juhtidest silmused. Vaata joonist 8. Joonis peegeldab ka piluantenni mõju.
Kaaluge joonisel 8 toodud kolme võimalust üksikasjalikumalt.
Variant A: esitatud kõige kahetsusväärsem. See ei kasuta maanduspolügoone.Aasaahela moodustavad maandus- ja signaalijuhtmed. Tuleb meeles pidada, et lainepikkuse ja juhi suhtega 1/20 on silmusantenn üsna tõhus.
Valik B: võrreldes valikuga A on see valik parem. Siin on aga näha mullahulknurgas tühimikku. Edasi- ja tagasivooluteed moodustavad piluantenni.
Valik B: see valik on parim. Signaali- ja tagasivooluteed langevad kokku, seega on silmusantenni efektiivsus tühine. Väärib märkimist, et selles versioonis on mikrolülituste ümber ka väljalõiked, kuid need on tagasivooluteest eraldatud.
Peegelduste ja sobitusjuhtide teooria on identne antennide teoorias käsitletuga.
Kui trükitud juhti pööratakse 90°, võib signaal peegelduda. See on tingitud juhi laiuse muutumisest. Juhi nurgas suureneb jälje laius 1,414 korda, mis põhjustab sideliini, hajutatud mahtuvuse ja jälgede induktiivsuse mittevastavust. Kaasaegsed automaatsed projekteerimissüsteemid pakuvad erinevat tüüpi nurkade silumist, vt joon. 9.
Esitatud pöörlemisvalikutest parim on kolmas variant, kuna selle juhi laius ei muutu.
Käesolevas artiklis tehtud arvutused näitavad selgelt, et kaablite mõju inimkõrvaga kuuldavas sagedusspektris olevate signaalide edastamisele on tühine. Pole mõtet isegi mõelda mahtuvusele, induktiivsusele ja kaabli pikkustele;
Kaableid, nagu praegu kriisis olevaid inimesi, on kahte tüüpi: töötavad ja mittetöötavad. :) Kahtlemata ei aita nad kaasa mingisugusele "värvile", "meeleolule" ja muule, millest müüjad või audiofiilid nii armastavad rääkida.
Lisaks aktiivsele takistusele, mis ristlõike suurenemisega väheneb, iseloomustab kaablit ka induktiivne takistus, mis ristlõike suurenedes suureneb. Jah, suur ristlõige ja madal aktiivtakistus soodustavad edastust madalatel sagedustel, sest. vähendada summutustegurit. Kuid induktiivsuse suurenemine halvendab edastamist kõrgetel sagedustel. Raadiosageduse katkestust saab arvutada samamoodi nagu takistust ja see võib tegelikes kaablites 10 kHz juures olla kuni paar dB. Selgelt on kuulda nii halb summutus kui ka ummistus. Veelgi enam, tasapinnalise paari lineaarne induktiivsus suureneb nii läbimõõdu suurenemise kui ka juhtide vahelise kauguse suurenemise tõttu. Seetõttu ei saa "paks" isolatsioon tuua midagi head peale kahju. Isolatsioon peab olema võimalikult õhuke. See on oluline erinevus heli ja toitekaabel. Pole ime, et helikaabli isolatsioon on mõeldud ainult 50 V jaoks ja see on passis märgitud. Üksikjuhtmetel on kõrgeim induktiivsus (seda leidub ka elus), koaksiaal on kõige väiksem. Heal helikoaksiaaltelefonil on suurepärane HF-edastus.
Kuna helikaabel töötab laias sagedusalas, on sellele esitatavad nõuded vastuolulised. Ühelt poolt peab sellel olema suur ristlõige suure summutuse jaoks, teisest küljest väike ristlõige madala induktiivsuse ja hea raadiosagedusliku ülekande jaoks.
Sest kaabli koormuse impedantsil (valjuhääldi impedantsil) on keeruline sõltuvus sagedusest, igal juhul on kaabli ristlõike / ristlõike kuju jaoks optimaalne. Seda on võimatu ette ennustada, sest on võimatu öelda, kui palju summutust saab hea HF ülekande nimel ohverdada. Iga inimese jaoks võib vastavalt tema maitsele olla eelistatud suhe. Seetõttu on IMHO suures osas optimaalse kaabli valik must maagia, mille üle on petturid nõus spekuleerima.
Eelnev ei tähendanud tahtlikult "vale" kaabli kasutamist, mille parameetrid on täiesti vastuvõetamatud (enamasti liiga pikk ja / või õhuke ...) - see pole haridusprogrammi küsimus.
Üldjuhul piisab tavapärasest akustilisest mitmesoonelisest kaablist, mille südamiku läbimõõt on 2,5 ruutmeetrit, enam kui piisav. mm.
