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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Perché abbiamo bisogno di calcoli radioamatoriali. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Radioamatore principiante La radio amatoriale è arte. Quando si inizia a produrre qualsiasi progetto, anche descritto in dettaglio da qualche parte (che si tratti di un amplificatore, un ricevitore radio, un alimentatore, un set-top box TV, ecc.), molto spesso non è possibile ripeterlo esattamente, perché non ci sono parti necessarie, non mi accontento di alcune soluzioni costruttive o circuitali, voglio ottenere parametri e risultati leggermente diversi, qualcosa da finalizzare e migliorare. Puoi, ovviamente, agire per tentativi ed errori, selezionando gli elementi strutturali alla cieca, ma non è più facile armarsi di una penna, un pezzo di carta e capire cosa deve essere cambiato, cosa dovrebbe accadere, in quale direzione agire e che tipo di dettagli sono necessari? Facciamo subito una riserva che potrebbe essere ancora necessaria una raffinatezza sperimentale, ma il suo volume sarà incommensurabilmente inferiore. Dopo aver padroneggiato e ripetuto progetti noti, un dilettante raramente si ferma lì e inizia a sviluppare qualcosa di suo, originale e unico. Qui non puoi fare a meno dei calcoli elementari! Come impostare correttamente la modalità transistor, quale valore e potenza installare resistori, quanta potenza verrà dissipata da transistor e diodi, se la larghezza di banda sarà ampia: a queste e molte, molte altre domande si può rispondere eseguendo calcoli elementari. Non sto parlando del calcolo dei circuiti, del numero di spire di bobine e trasformatori: nessuno è stato ancora in grado di indovinare a occhio i dati ottimali di questi elementi. Le rappresentazioni grafiche sono estremamente utili e contengono molte informazioni: non per niente le caratteristiche dei transistor e molti altri elementi sono riportate nei libri di consultazione sotto forma di grafici. Supponiamo ora che in qualche calcolo ti imbatti nella formula V (a + b2), in cui devi sostituire a \u6,3d 0,3 e b \u1d 3. Trova un analogo geometrico di questa formula e ottieni la risposta. L'esempio non è stato preso a caso, è così che si sommano resistenze attive e reattive. Mentre stai pensando, discutiamo la domanda: con quale precisione dovremmo contare? Se hai già estratto una calcolatrice per calcolare la risposta nell'esempio proposto, non farlo, ma dividi XNUMX per XNUMX. La calcolatrice riempirà tutte le cifre dopo la virgola in triple. Devono tutti essere riscritti in risposta? Sei più intelligente di una calcolatrice e non farai lavori a vuoto. Il risultato del calcolo deve essere arrotondato, ma cosa scrivere: 0,3 o 0,33? Dipende dalla precisione con cui si effettuano i calcoli. L'ultima cifra viene scartata se è inferiore a 5 e, se è maggiore, alla precedente viene aggiunto 1. Ad esempio, 0,33 viene arrotondato a 0,3 e 0,37 a 0,4. In entrambi i casi, l'errore può raggiungere la metà della cifra non scritta, cioè 0,05. L'accuratezza della risposta (errore relativo) sarà 0,05 / 0,3 \u17d 0,3% nel primo caso (quando hai annotato 1,5 nella risposta) e solo l'0,33% - nel secondo (quando hai annotato XNUMX) Molto spesso, i dati di origine ben scritti contengono già informazioni sulla loro accuratezza. Ho davanti a me un risonatore al quarzo che dice 27,000 MHz e, sebbene la frequenza sia data in megahertz, sono sicuro che il cristallo è rettificato con una precisione di 0,5 kHz e l'errore relativo è inferiore allo 0,002%. Se ha un'iscrizione di 27 MHz, è difficile aspettarsi la stessa precisione. È necessaria un'elevata precisione per raggiungere la frequenza standardizzata del canale CB, ma è necessaria, diciamo, quando si calcola la resistenza di un resistore? Certo che no, perché i resistori stessi sono prodotti principalmente con tolleranze del 5, 10 o addirittura del 20%. Lo stesso vale per i condensatori e la diffusione delle caratteristiche dei transistor è ancora maggiore. Mi permetto di dire che nella stragrande maggioranza dei calcoli di radioingegneria si può fare a meno di due cifre significative e una precisione del 5 ... 10% è abbastanza. Quando qualcosa deve essere regolato in modo più preciso, vengono installati resistori e condensatori di regolazione e le bobine vengono fornite con circuiti magnetici regolabili con "nuclei" - trimmer. Ora rispondiamo al problema di cui sopra. La sua analogia geometrica è un triangolo rettangolo (Fig. 1) e il teorema di Pitagora. Le lunghezze dei cateti sono a e b, la risposta è la lunghezza dell'ipotenusa. È persino impossibile disegnare un triangolo con i dati forniti in scala: è troppo nitido! Ed è abbastanza chiaro che la lunghezza dell'ipotenusa c differisce molto poco dalla lunghezza del cateto lungo a. Se uno dei lettori impazienti ha già risolto il problema su una calcolatrice, ha visto la risposta: 6,3071388, e questo numero deve essere arrotondato. Non risolveremo affatto questo problema, poiché ora ci è chiaro che nella risposta 6,3 con una precisione migliore dell'1%.
Esiste anche un metodo algebrico che semplifica il calcolo. Prendiamo a come unità di misura. E perché no, perché è lo stesso come misurare la lunghezza di un boa constrictor: in metri, in iarde o in pappagalli, devi solo conoscere i coefficienti per convertire un'unità in un'altra. Quindi, a misurato in a è uguale a uno. Ma b misurato in a è b/a = 0,3/6,3 = 0,05 (arrotondato per eccesso). Questo è un valore piccolo rispetto all'unità, indichiamolo con x = b/a. Ora conviene presentare la formula affiancata e limitarci ai soli primi due termini: (1 + x2)1/2 = 1 + x2/2. È facile calcolare mentalmente che il secondo termine è solo 2,5 10-3 e può anche essere trascurato. Quindi, la risposta in a è una, e nei valori precedenti - 6,3. Domanda per l'autotest, qual è la durata dei singoli impulsi (in relazione al periodo) all'uscita dell'elemento logico (Fig. 2), se commuta a una tensione di 2 V e un segnale sinusoidale con un'ampiezza di 4 V è applicato all'ingresso?
Autore: V.Polyakov, Mosca
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