Mp3 ойноткуч менен конденсаторду же индукторду кантип өлчөө керек: 9 кадам

2024 Автор: John Day | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2024-01-30 10:36

Бул жерде кымбат техникасы жок конденсатор менен индуктордун сыйымдуулугун жана индуктивдүүлүгүн так өлчөө үчүн колдонула турган жөнөкөй техника. Өлчөө техникасы тең салмактуу көпүрөгө негизделген жана арзан резисторлордон оңой курулушу мүмкүн. Бул өлчөө техникасы сыйымдуулуктун маанисинен да чоңураак, бирок ошол эле учурда конденсатордун эффективдүү сериялык каршылыгын да өлчөйт.

Керектүү компоненттер:

1. Өзгөрүлүүчү резисторлор аз

2. MP3 ойноткуч

3. мультиметр

4. Маанини иштеп чыгуу үчүн эсептегич

1 -кадам: Бир аз маалымат теориясы

Долбоорго киришүү катары, LCR көпүрөсү деген эмне экенин жана аны жасоо үчүн эмне керек экенин алалы

бир. Эгерде сиз жөн гана LCR көпүрөсүн жасоону кааласаңыз, бул кадамдарды өткөрүп жибериңиз.

LCR көпүрөсүнүн иштешин түшүнүү үчүн, AC схемасында конденсатор, резистор жана индуктор кандай иштээри жөнүндө сөз кылуу керек. ECE101 окуу китебиңизди чаңдатуу убактысы. Резистор - бул топтун элементтерин түшүнүү эң оңой. Кемчиликсиз резистор туруктуу ток ток өткөргөндө да, резистор AC ток өткөргөндөй эле жүрөт. Бул агымга каршылык көрсөтөт, бирок ошону менен энергияны таркатат. Ток, чыңалуу жана каршылыктын ортосундагы жөнөкөй байланыш:

R = I / V

Экинчи жагынан, кемчиликсиз бир конденсатор - бул таза энергия сактоочу түзүлүш. Ал эч кандай энергияны таркатпайт. Тескерисинче, AC чыңалуусу конденсатордун терминалына колдонулгандай, конденсатордун учурдагы агымы конденсатордон чажды кошуу жана алып салуу үчүн талап кылынат. Натыйжада, конденсатор болсо да агып жаткан ток, анын чыңалуусуна салыштырмалуу фазадан чыккан. Чынында, бул анын терминалындагы чыңалуудан дайыма 90 градус алдыда. Муну көрсөтүүнүн жөнөкөй жолу - элестүү санды колдонуу (j):

V (-j) (1 / C) = I

Конденсаторго окшош, индуктор таза энергияны сактоочу түзүлүш. Конденсаторго так комплимент катары индуктор магнит талаасын колдонуп, индуктор аркылуу токтун өтүшүн сактоо үчүн терминалдык чыңалуусун тууралайт. Ошентип, индуктор аркылуу өткөн ток терминалдык чыңалуудан 90 градус алдыда. Теңдеме анын терминалындагы чыңалуу менен токтун байланышын билдирет:

V (j) (L) = I

2 -кадам: More теориясы

Кыскача айтканда, биз резистордук токту (Ir), индуктордук токту (Ii) жана конденсатордук токту (Ic) бул жерде көрсөтүлгөн бир эле вектордук диаграммага тарта алабыз.

3 -кадам: More теориясы

Кемчиликсиз конденсатор жана индукторлору бар кемчиликсиз бир дүйнөдө сиз таза энергия сактоочу түзүлүшкө ээ болосуз.

Бирок, чыныгы дүйнөдө эч нерсе идеалдуу эмес. Энергия сактоочу түзүлүштүн негизги сапатынын бири, бул конденсатор, батарея же насосту сактоочу түзүлүш болобу, сактоочу аппараттын эффективдүүлүгү. Процесс учурунда энергиянын кээ бир өлчөмү дайыма жоголот. Конденсатордо же индуктордо бул аппараттын парациддик каршылыгы. Конденсатордо ал диссипациялык фактор деп аталат, ал эми индуктордо - сапаттык фактор. Бул жоготууну моделдөөнүн тез жолу - бул pefect конденсаторунун же индукторунун катарына бир катар каршылыкты кошуу. Ошентип, чыныгы жашоодогу конденсатор көбүрөөк идеалдуу каршылашка жана катардагы кемчиликсиз конденсаторго окшош.

4 -кадам: Уитстоун көпүрөсү

Көпүрөдө жалпы төрт каршылыктуу элемент бар. Ошондой эле сигналдын булагы бар жана а

метр көпүрөнүн борборунда. Биз көзөмөлдөгөн элемент - бул каршылыктуу элементтер. Резистивдүү көпүрөнүн негизги функциясы көпүрөдөгү каршылыктарга дал келүү. Көпүрө тең салмактуу болгондо, бул R11 каршылыгынын R12ге жана R21дин R22ге дал келгенин көрсөтөт, борбордогу эсептегичтин чыгышы нөлгө барабар. Себеби R11 R12ден агып жатат, R21 R22ден агып жатат. Эсептегичтин сол тарабы менен оң жагынын ортосундагы чыңалуу ошондо бирдей болот.

Көпүрөнүн сулуулугу - сигналдын булагынын импедансы жана метрдин сызыгы өлчөөгө таасир этпейт. Сизде өлчөө үчүн көп ток керектелүүчү арзан эсептегич болсо да (айталы, эски ийне тибиндеги аналогдук эсептегич), ал ток жок болгондо сизге айтуу үчүн сезгич болгондо дагы, бул жерде жакшы иштейт. метрге чейин агат. Эгерде сигналдын булагы олуттуу чыгуу импедансына ээ болсо, көпүрөнүн сол жагында көпүрөнүн оң жагындагыдай эле таасир этип, токтун агымынан улам келип чыккан чыңалуунун төмөндөшү. Таза жыйынтык өзүн жокко чыгарат жана көпүрө дагы деле кереметтүү тактыкка каршы тура алат.

Байкоочу окурман R11 R21ге жана R12 R22ге барабар болсо, көпүрө тең салмактуулукка ээ болорун байкашы мүмкүн. Бул бул жерде каралбай турган окуя, андыктан бул ишти мындан ары талкуулабайбыз.

5 -кадам: Резисторлордун ордуна реактивдүү элемент жөнүндө эмне айтууга болот?

Бул мисалда, Z11 Z12 менен дал келгенден кийин, көпүрө тең салмактуу болот. Дизайнды жөнөкөй сактоо, көпүрөнүн оң тарабы резисторлордун жардамы менен жасалган. Бир жаңы талап - сигналдын булагы AC булагы болушу керек. Колдонулуучу эсептегич AC токту аныктоого да жөндөмдүү болушу керек. Z11 жана Z12 ар кандай импеданс булагы, конденсатор, индуктор, резистор же үчөөнүн айкалышы болушу мүмкүн.

Азырынча, абдан жакшы. Эгерде сизде кемчиликсиз калибрленген конденсаторлор менен индукторлордун сумкасы болсо, анда белгисиз түзмөктүн баасын билүү үчүн көпүрөнү колдонсо болмок. Бирок, бул чындап эле убакытты талап кылат жана кымбат болот. Андан жакшыраак чечим - бул кандайдыр бир амал менен кемчиликсиз шилтеме түзмөктү симуляциялоонун жолун табуу. Бул жерде MP3 плеер сүрөттө пайда болот.

Конденсатор дайыма терминалдык чыңалуудан 90 градус алдыда болсо да, агымды эстейсизби? Эми, эгерде биз сыналып жаткан түзмөктүн терминалдык чыңалуусун оңдой алсак, анда 90 градуска чейинки токту колдонуп, конденсатордун таасирин окшоштурууга мүмкүн болмок. Бул үчүн, адегенде эки толкундун ортосунда 90 градус фаза айырмасы бар эки синус толкуну бар аудио файлды түзүшүбүз керек.

6 -кадам: Билгенибизди көпүрөгө салуу

Бул толкун файлын MP3 ойноткучка жүктөө же аны түздөн -түз компьютерден ойнотуу, сол жана оң канал бирдей амплитудадагы эки синус толкунун пайда кылат. Ушул учурдан тартып, мен жөнөкөйлүк үчүн мисал катары конденсаторду колдонуп жатам. Бирок, ошол эле принцип индукторлорго да тиешелүү, бирок толкунданган сигнал анын ордуна 90 градус артта болушу керек.

Келгиле, адегенде көпүрөнү кемчиликсиз резистору бар сериядагы кемчиликсиз бир конденсатор менен сыналган түзмөк менен кайра карап чыгалы. Сигналдын булагы башка сигналга шилтеме кылынганда бир сигнал фазасы 90 градуска жылган эки сигналга бөлүнөт.

Эми, бул жерде коркунучтуу бөлүгү. Биз бул схеманын ишин сүрөттөгөн математикага киришибиз керек. Биринчиден, эсептегичтин оң жагындагы чыңалууну карап көрөлү. Дизайнды жөнөкөй кылуу үчүн оң жактагы каршылашты бирдей тандоо эң жакшы, ошондуктан Rm = Rm жана Vmrдеги чыңалуу Vrefтин жарымы.

Vmr = Vref / 2

Андан кийин, көпүрө тең салмактуу болгондо, эсептегичтин сол жагындагы жана оң жагындагы чыңалуу так барабар болот жана фаза да дал келет. Ошентип, Vml дагы Vrefтин жарымы. Муну менен биз жаза алабыз:

Vml = Vref / 2 = Vcc + Vrc

Келгиле, азыр R90 жана R0 агымын жазып көрөлү:

Ir0 = (Vref / 2) x (1 / Ro)

Ir90 = (Vz - (Vref / 2)) / (R90)

Ошондой эле, сыналып жаткан түзүлүштүн агымы:

Ic = Ir0 + Ir90

Эми, сыналып жаткан түзмөк конденсатор деп ойлойбуз жана биз Vzдин Vrefти 90 градуска алып барышын каалайбыз.

эсептөөнү жөнөкөй кылгыла, биз Vz жана Vref чыңалуусун 1Вга чейин нормалдаштыра алабыз. Биз анда мындай деп айта алабыз:

Vz = j, Vref = 1

Ir0 = Vref / (2 x Ro) = Ro / 2

Ir90 = (j - 0,5) / (R90)

Баары чогуу:

Ic = Vml / (-j Xc + Rc)

-j Xc + Rc = (0.5 / Ic)

Бул жерде Xc - бул кемчиликсиз сыйымдуулуктун Cc импедансы.

Ошентип, көпүрөнү тең салмактап, R0 менен R90дин маанисин билүү менен Ic сыналган түзмөк аркылуу жалпы токту эсептөө оңой. Биз келген акыркы теңдемени колдонуңуз, биз кемчиликсиз сыйымдуулуктун жана сериянын каршылыгынын импедансын эсептей алабыз. Конденсатордун импедансын жана колдонулган сигналдын жыштыгын билүү менен, текшерилип жаткан аппараттын сыйымдуулугун билүү оңой:

Xc = 1 / (2 x π F C)

7 -кадам: Конденсатордун же индуктордун баалуулугун өлчөө кадамы

1. Толкун файлын ПК же MP3 ойноткучу менен ойнотуңуз.

2. MP3 плеердин чыгышын жогоруда көрсөтүлгөн электр схемасы катары туташтырыңыз, эгер сиз индукторду өлчөп жатсаңыз, байланышты сол жана оң каналга алмаштырыңыз.

3. Мультиметрди туташтырып, AC чыңалуусуна өлчөөнү коюңуз.

4. Аудио клипти ойнотуп, чыңалуу көрсөткүчү минимумга түшмөйүнчө трим казанды тууралаңыз. Нөлгө канчалык жакын болсо, өлчөө ошончолук так болот.

5. Сыналып жаткан аппаратты (DUT) жана MP3 ойноткучун ажыратыңыз.

6. Мультиметр коргошун R90га жылдырыңыз жана каршылык боюнча өлчөөнү коюңуз. Баасын өлчөө. 7. R0 үчүн да ушундай кылыңыз.

8. Же кол менен конденсатордун/индуктордун баасын эсептеңиз же баалуулукту чечүү үчүн берилген Octave/Matlab скриптин колдонуңуз.

8 -кадам: Көпүрөнү теңдештирүү үчүн өзгөрмөлүү резистор үчүн болжолдуу каршылыктын таблицасы

9 -кадам: Рахмат

Бул көрсөтмө окуу үчүн рахмат. Бул мен 2009 -жылы жазган веб -баракчанын транскрипциясы болчу