Хоровиц Хилл Искусство схемотехники.

[mickbell]

Скачал я ту книгу наконец-то. Правда, не с того гнилого летитбита, что ррыкламой задалбывает, эта книга есть в сундуке кота.

разд. 1.14 стр. 32
Вопрос: Дифференциальные цепи это изменение формы сигнала методом наложения один на другой или я неправильно понял?

Ну если путать слова, то, разумеется, ничему не научишься. Разве "дифференцирующие" и "дифференциальные" - это одно и то же? Это же принципиально разные понятия! Дифференцирующая цепь - это цепь, выполняющая функцию дифференцирования сигнала, то есть взятия его производной по времени. Надеюсь, не надо объяснять, что такое производная?
Поехали дальше.

разд. 1.08 стр. 23-24
Не понял ничего! Как решить упражнение 1.11? Как определить отношение напряжения к мощности сигналов?

В параграфе ничего не говорится про отношение напряжения к мощности. Там рассматриваются только отношения мощности к мощности и напряжения к напряжению - то есть безразмерные величины. В децибелы только безразмерные величины можно перевести. Как именно - рассказано в параграфе. Главное - понять, что для силовых величин (к примеру, напряжение) и энергетических (мощность) правила вычисления децибелов разные, отличаются коэффициентом (20 и 10 соответственно).

разд. 1.18 стр. 38.
На странице 40 имеется задание 1.16 Я выполнил его но, кажется неправильно! По формулам последовательного и параллельного соединения конденсаторов они как резисторы (см. стр.29), а если использовать ИМПЕДАНС, то выводятся, формула параллельного соединена вместо последовательного и наоборот (см. стр.29).
приложение содержит ход решения упр. 1.16

1.jpg

Правильно. Только первое полученное выражение надо перевернуть, чтобы получилось Cобщ=... Первое выражение выводилось для суммы импедансов, то есть для последовательного соединения конденсаторов, так?

[Ренальд]

Раздел 1.19 стр. 42
Вопросы:
1. На странице 43 есть подтема ФВЧ. Там для делителя напряжения формула тока дана. Вот только я не пойму, почему же они там сначала напряжение входа делят на сумму действительной (резистивной) части на сопротивление кондёра, т.е. у конденсатора мнимая часть с минусом. А через ещё одно равно они уже напряжение умножают на действительную часть ПЛЮС (а не минус) мнимую? Это же конденсатор! Я понимаю, что кода в знаменатели они написали плюс, то это j * j = -1 и в итоге +. А в числителе, то минус должен быть! Или я не прав и там имеется нюанс, которой я не усмотрел?

2. Так же на стр. 43 под рисунком самое первое предложение содержит термин «отклик». Что ещё за отклик? Амплитуда?

3. RC ФВЧ при делителе напряжения на высоких частотах имеют почти такое же напряжение что и на входе, а при низких – напряжение на выходе почти равное нулю! Я прав?
RC ФНЧ - всё в точности, да наоборот?

4. На рисунке 156 а) показано соотношение R и С для частот! Декада это один квадратик?

Главное - понять, что для силовых величин (к примеру, напряжение) и энергетических (мощность) правила вычисления децибелов разные, отличаются коэффициентом (20 и 10 соответственно).

Это я запомню! А если на входе постоянное напряжение, а на выходе имеется амплитуда, то что тогда?
А так же:
Раздел 1.19 стр. 42
На странице 43 есть рисунок 1,55. На нём написано: Uвых/Uвх=w(6 Дб/октава)
Что значит 6 Дб на октаву?

Дифференцирующая цепь - это цепь, выполняющая функцию дифференцирования сигнала, то есть взятия его производной по времени. Надеюсь, не надо объяснять, что такое производная?

Ой, как я не люблю математику. Понять понял, применить могу. Думаю это мне на данном этапе не очень нужно? Или всё же очень нужно?

[alkarn]

1. Да, с математикой у нас подзапущено.
Чтобы избавиться от j в знаменателе, умножаем числитель и знаменатель на одну и ту же величину - 1+j/wC, в знаменателе
(1-j/wC)*(1+j/wC)=1^2 - (j/wC)^2=1+1/(wC)^2
2. Неудачное выражение, или перевод. Имеется ввиду зависимость выходного напряжения от частоты.
3. Прав.
4. Октава - изменение частоты в 2 раза (декада - в 10 раз).
6дБ/октава значит, что при изменении частоты в 2 раза сигнал изменяется на 6 дБ (в 2 раза по напряжению, в 4 раза по мощности).

[Ренальд]

1. Да, с математикой у нас подзапущено.
Чтобы избавиться от j в знаменателе, умножаем числитель и знаменатель на одну и ту же величину - 1+j/wC, в знаменателе
(1-j/wC)*(1+j/wC)=1^2 - (j/wC)^2=1+1/(wC)^2

Вот как хитро. А я думал, что он умножал на (1-j/wC). Математики же любят так делать. Всё понял. Буду читать дальше.

[falkonist]

Когда дойдете до ОУ, учтите, что Правило 2, которому подчиняется его работа, то ли переведено криво, то ли так криво сформулировано. Здесь: http://cxem.net/beginner/beginner96.php статейка по ОУ для "подготовишек". Читать ДО Хоровца и Хилла. В ней и это Правило сформулировано немного по-другому.

[Ренальд]

Раздел 1.30 стр. 56
Вопросы:
1. Про диоды началось с раздела 1.25. А именно в разделе 1.30 подумал:
Прямое напряжение диода составляет 0,6 В, т.е. если на диоде будет 0,55 В, то диод работать не будет? Напряжение пробоя – это когда диод сгорит? Написано в разд. 1.25 что обратный ток есть, но очень мал, до тех пор пока не будет, например 70 В. Потом ток исчезнет вообще?

2. Насчёт рисунка 1.82:
http://radiokot.ru/forum/download/file. ... &id=112360
Прямое напряжение на диоде Д2 компенсируется за счёт диода Д1, обеспечивающего смещение величиной 0,6 В. Как понять это предложение? Почему на рисунке до диода идёт ветвление с резистором R3 1 кOм и обрывается резко? Там написано, что +5 В. Не понял совсем, что автор имел в виду! Порог проводимости для Д2 за счёт Д1 – объясните по проще. Формирование смещения с помощью диода Д1, а не с помощью делителя. Т.е. замена делителю напряжения?

3. На этой же странице имеется подтема Диодные вентили.
Рисунок 1.83 я не понял. Разве там ИЛИ? Больше похоже на И! По схеме параллельного соединения источника питания получим (15*12)/12+15=180/27=6,67 В. А значит два источника питания работают! Предположим что питание от источника 15 В прекратилось. Так как диод пропускает 0,6 В, то тут нету питания. Питание продолжается от батарейки 12 В. Это схема И, а не ИЛИ! Провел эксперименты в multisim 10 и действительно, это ИЛИ, но почему? Разве моя мысль неверна? Почему так ведёт себя схема? Схемы в pdf документе в приложениях.

4. Упражнение 1.29
http://radiokot.ru/forum/download/file. ... &id=112362
Я решил не правильно! Я знаю, интересно просто, как же правильно?

5. Подтема Диодные ограничители. Читал и вроде как понятно и непонятно одновременно. Понятно, что диод ограничивает напряжение на выходе до 5.6 В. Непонятно то, что: А какое напряжение подавали? По каким правилам 5.6 В выдаёт? По подробней на элементарном примере хотелось бы увидеть. Упражнение 1.30 непонятно.
Я приложил рисунок 1,86 со своими данными.
http://radiokot.ru/forum/download/file. ... &id=112363
Это то, как я понял. Что там не правильно?

6. На странице 58 подключают конденсатор как шунт. Я не понял смысла в этом! Зачем? Для постоянного значения напряжения? У диода что, значение напряжение произвольно меняется от 0,6 до 70?

7. На странице 50 у раздела 1,25 последний абзац меня удивил: Как же Закон Ома не работает для диода?

Не стал читать подтему двусторонний ограничитель, пока эту тему хоть чуть - чуть не пойму!

[falkonist]

1. Потом диод пробьется и ток возрастет до максимума, ограниченного только сопротивлениями, имеющимися в цепи.

2. Диод Д1 играет роль стабистора (низковольного стабилитрона), фиксирующего напряжение на аноде на уровне 0,6 В. Для того, чтобы это напряжение именно зафиксировать (поскольку при малых токах через диод напряжение на нем может и уменьшаться), применяется дополнительная цепь с резистором R3, подключенным к напряжению +5 В.

7. Закон Ома работает для линейных цепей. Диод - элемент нелинейный.

[Ренальд]

1. Потом диод пробьется и ток возрастет до максимума, ограниченного только сопротивлениями, имеющимися в цепи.

И диод перестанет быть диодом? И превратится в резистор?

2. Диод Д1 играет роль стабистора (низковольного стабилитрона), фиксирующего напряжение на аноде на уровне 0,6 В. Для того, чтобы это напряжение именно зафиксировать (поскольку при малых токах через диод напряжение на нем может и уменьшаться), применяется дополнительная цепь с резистором R3, подключенным к напряжению +5 В.

Непонятно пока. +5 В это дополнительный источник питания? Зафиксировать, это значит быть уверенным, что напряжение будет на 0,6 В больше? Перерисуйте схему, чтоб понятней было, я не понимаю.

7. Закон Ома работает для линейных цепей. Диод - элемент нелинейный.

надо будет в симуляторе попробовать.

[falkonist]

1. "Пробьется" - значит, превратится в перемычку. По сути, перестанет таки быть диодом. Сгорит иными словами.

2. Да, дополнительный источник питания. "Зафиксировать" - это значит, сформировать напряжение на этом дополнительном параметрическом стабилизаторе уровне +0,6 В (хотя, сколько я не измерял прямое падение на диодах - у меня получается 0,65...0,7 В). Не больше и не меньше.

"Не понимаю" - не вопрос, а утверждение. Думайте.

[mickbell]

Главное - понять, что для силовых величин (к примеру, напряжение) и энергетических (мощность) правила вычисления децибелов разные, отличаются коэффициентом (20 и 10 соответственно).

Это я запомню! А если на входе постоянное напряжение, а на выходе имеется амплитуда, то что тогда?

Формально - то же самое, ведь и амплитуда, и постоянное напряжение измеряются одними и теми же единицами - вольтами, амперами, ещё чем-то, так что можно вычислить децибелы по правилу силовых величин. Только зачем? Каков смысл? Такие вещи обычно не выражают в децибелах.

Дифференцирующая цепь - это цепь, выполняющая функцию дифференцирования сигнала, то есть взятия его производной по времени. Надеюсь, не надо объяснять, что такое производная?

Ой, как я не люблю математику. Понять понял, применить могу. Думаю это мне на данном этапе не очень нужно? Или всё же очень нужно?

Ну это не мне решать - нужно или нет. Вся математика не пригодится, но некоторые её разделы знать совершенно не лишне. Уж понять, что такое производная - совсем не сложно. Можно вику почитать, "производная функции", в статье найти главу "Геометрический и физический смысл производной".

3. На этой же странице имеется подтема Диодные вентили.
Рисунок 1.83 я не понял. Разве там ИЛИ? Больше похоже на И! По схеме параллельного соединения источника питания получим (15*12)/12+15=180/27=6,67 В. А значит два источника питания работают! Предположим что питание от источника 15 В прекратилось. Так как диод пропускает 0,6 В, то тут нету питания. Питание продолжается от батарейки 12 В. Это схема И, а не ИЛИ! Провел эксперименты в multisim 10 и действительно, это ИЛИ, но почему? Разве моя мысль неверна? Почему так ведёт себя схема? Схемы в pdf документе в приложениях.

С какого хрена мы считаем напряжения параллельно соединённых источников по формуле для сопротивлений резисторов? Кстати, нельзя сказать, что сетевой блок питания и батарея включены параллельно - именно потому что через диоды. Тут идея проста: нагрузка (часы) получает питание от того источника, напряжение которого больше. Правда, с маленькой оговоркой: это напряжение будет немного (на 0.6 В) ниже большего из напряжений питания, то есть немного не так, как подписано на рисунке. Впрочем, это - несущественная мелочь. Почему схема называется "ИЛИ"? Потому что часы будут работать, когда есть питание от сетевого блока питания ИЛИ от батареи.

4. Упражнение 1.29
http://radiokot.ru/forum/download/file. ... &id=112362
Я решил не правильно! Я знаю, интересно просто, как же правильно?

Подсказка: исходную схему менять не надо, она же работает. Надо предусмотреть дополнительную цепь зарядки аккумуляторной батареи. Поскольку напряжение блока питания +15 В, а аккумуляторной батареи значительно ниже, всего +12 В, то такой заряд вполне возможен. (Это тоже подсказка!)

5. Подтема Диодные ограничители. Читал и вроде как понятно и непонятно одновременно. Понятно, что диод ограничивает напряжение на выходе до 5.6 В. Непонятно то, что: А какое напряжение подавали? По каким правилам 5.6 В выдаёт? По подробней на элементарном примере хотелось бы увидеть. Упражнение 1.30 непонятно.
Я приложил рисунок 1,86 со своими данными.
http://radiokot.ru/forum/download/file. ... &id=112363
Это то, как я понял. Что там не правильно?

Диод катодом подключен к источнику +5 В. Если сигнал на входе будет меньше 5 вольт, то диод никак влиять не будет, ибо закрыт обратным напряжением. Когда напряжение на входе будет больше 5 вольт, то на диод уже будет подано прямое напряжение. Мы считаем, что диод открывается, когда на нём прямое напряжение величиной 0.6 В. А оно будет таким, когда на входе будет 5 В + 0.6 В = 5.6 В. Если входное напряжение увеличивать, то выходное, грубо говоря, больше расти не будет. Разница между входным и выходным останется на резисторе. На рисунке только одно неправильно: стрелка "U=+5.6 В" должна быть не между выходом и источником +5 В, а между выводом и общим проводом, остальное верно. Общий провод на рисунке отсутствует, а зря, он должен быть. Он всегда есть.

[Ренальд]

Подсказка: исходную схему менять не надо, она же работает. Надо предусмотреть дополнительную цепь зарядки аккумуляторной батареи. Поскольку напряжение блока питания +15 В, а аккумуляторной батареи значительно ниже, всего +12 В, то такой заряд вполне возможен. (Это тоже подсказка!)

Вот как я рассуждаю: У нас есть 15 В! Нужно зарядить 12 В, и в то же время подавать напряжение на часы! Диод от 12 В не даёт заряжаться, но играет логическую роль! Думаю до диода от 15 поставить ветвь с диодом чтоб заряжала, и на минусе у 12 В поставить диод с той же целью!
Вот, переделал.

4_упр 1,29.jpg

(33.63 КБ) 798 скачиваний

Диод катодом подключен к источнику +5 В. Если сигнал на входе будет меньше 5 вольт, то диод никак влиять не будет, ибо закрыт обратным напряжением. Когда напряжение на входе будет больше 5 вольт, то на диод уже будет подано прямое напряжение. Мы считаем, что диод открывается, когда на нём прямое напряжение величиной 0.6 В. А оно будет таким, когда на входе будет 5 В + 0.6 В = 5.6 В. Если входное напряжение увеличивать, то выходное, грубо говоря, больше расти не будет. Разница между входным и выходным останется на резисторе. На рисунке только одно неправильно: стрелка "U=+5.6 В" должна быть не между выходом и источником +5 В, а между выводом и общим проводом, остальное верно. Общий провод на рисунке отсутствует, а зря, он должен быть. Он всегда есть.

Кажется понимать начал. Я на чипидип нашел видео Диодный ограничитель. Там подавали сигнал 1.5 В, меньше чем на катоде диода(4,5 В). Диод имел прямое напряжение 1 В. Мультиметр показывал 1.5 В. Потом подавали 3.5 В. Мультиметр – 3,5 В. Потом 4,5 В, мультимер – 5,5 В. Вот придел! А дальше подавали разные напряжения до 12 В и мультиметр показывал 5,5! Тут понятно! Одно понять не могу: Пытался в симуляторе собрать и поэкспериментировать, но схему не дали. Там на монтажной плате работали!
Вот я исправил рисунок.

5_мой пример.jpg

(87.97 КБ) 952 скачивания

ДОН.jpg

(24.71 КБ) 834 скачивания

Ещё вопрос: Я на эмуляторе строил ВАХ диода по точкам с помощью мультиметра. В реальности хотел построить ВАХ для 1N4004 и 1N4007. Напряжение не падает на диоде. Как 1.58 В подавал, так и показывает на диоде 1.58! Ток вообще равен нулю. Думаю, что мой мультиметр для начинающего виноват!
А вот схемы того как я включаю диод и мультиметр в цепь.

ВАХ.jpg

(57.7 КБ) 679 скачиваний

[Gudd-Head]

Как 1.58 В подавал, так и показывает на диоде 1.58!

Ничего удивительного. По сути, вы измеряете напряжение источника.

[mickbell]

Вот как я рассуждаю: У нас есть 15 В! Нужно зарядить 12 В, и в то же время подавать напряжение на часы! Диод от 12 В не даёт заряжаться, но играет логическую роль! Думаю до диода от 15 поставить ветвь с диодом чтоб заряжала, и на минусе у 12 В поставить диод с той же целью!
Вот, переделал.

Идея правильная, реализация - нет. Ибо сказано в ТЗ: ток заряда нужно ограничить значением 10 мА. Каким током будет заряжаться аккумулятор в этой схеме? Чем он определяется? А ничем, так что аккумулятор имеет полное право или громко бабахнуть, или просто тихо скончаться. Схему нужно доработать.

Вот я исправил рисунок.

5_мой пример.jpg

Вот там, где написано "Куда это цеплять?" - и есть общий провод. Можно написать там GND. Но это - не всё. Надо убрать линию, которая проходит через точку соединения катода диода с источником 5 В, и нарисовать такую же, но ниже источника, и поставить там жирную точку. Та линия будет называться "Общий провод" и все напряжения (кроме случаев, оговорённых особо) будут измеряться строго относительно этой линии, в том числе входное и выходное напряжения. Схему исправить, срочно!

Ещё вопрос: Я на эмуляторе строил ВАХ диода по точкам с помощью мультиметра. В реальности хотел построить ВАХ для 1N4004 и 1N4007. Напряжение не падает на диоде. Как 1.58 В подавал, так и показывает на диоде 1.58! Ток вообще равен нулю. Думаю, что мой мультиметр для начинающего виноват!
А вот схемы того как я включаю диод и мультиметр в цепь.

Напряжение источника увеличить вольт до 10, дополнительно включить резистор (последовательно с источником), который будет задавать ток. Для снятия обратной (отрицательной) ветви ВАХ напряжение источника увеличить вольт до 500, резистор не обязателен. А вообще странно, при полутора вольтах диод должен бы уже открыться.

[Ренальд]

Идея правильная, реализация - нет. Ибо сказано в ТЗ: ток заряда нужно ограничить значением 10 мА. Каким током будет заряжаться аккумулятор в этой схеме? Чем он определяется? А ничем, так что аккумулятор имеет полное право или громко бабахнуть, или просто тихо скончаться. Схему нужно доработать.

Исправил

4_упр 1,29.jpg

(34.09 КБ) 1098 скачиваний

Вот там, где написано "Куда это цеплять?" - и есть общий провод. Можно написать там GND. Но это - не всё. Надо убрать линию, которая проходит через точку соединения катода диода с источником 5 В, и нарисовать такую же, но ниже источника, и поставить там жирную точку. Та линия будет называться "Общий провод" и все напряжения (кроме случаев, оговорённых особо) будут измеряться строго относительно этой линии, в том числе входное и выходное напряжения. Схему исправить, срочно!

Исправил

5_мой пример.jpg

(63 КБ) 792 скачивания

Напряжение источника увеличить вольт до 10, дополнительно включить резистор (последовательно с источником), который будет задавать ток. Для снятия обратной (отрицательной) ветви ВАХ напряжение источника увеличить вольт до 500, резистор не обязателен. А вообще странно, при полутора вольтах диод должен бы уже открыться.

Вот подавал
1)3,9В получил на диоде 0,43 В и 0,07мА
2)5,8В получил на диоде 0,47 В и 0,19мА
3)8,75В получил на диоде 0,55 В и 0,52мА
4)10,32В получил на диоде 1,01 В и 0,84мА
Вот ВАХ

ВАХ1N4007.jpg

(219.48 КБ) 933 скачивания

Пусть не точная, зато моя. Думаю, подойдёт. Отрицательную не стал делать. Нету у меня разрешения на 500 В.

[Ренальд]

Вот источник из сети ВАХ 1n4007

datasheet.pdf

(186.18 КБ) 555 скачиваний

[alkarn]

Если ты в 4_Упр выкинешь диод в (-) аккумулятора, то и вовсе будет правильно. Сейчас он не даёт заряжаться аккумулятору, не пропускает ток от БП сквозь аккумулятор.

[mickbell]

Исправил

Схема правильная, номинал резистора выбран неверно. Даже при полностью разряженном (до напряжения 10 В) аккумуляторе ток зарядки будет (15-10-0.6)/1.5=3 мА, а требовалось 10. Причём, по-видимому, Хоровиц с Хиллом подразумевали 10 мА при напряжении на аккумуляторе 12 В.
UPD. Тьфу, не обратил внимание. В минусовой цепи диод убрать! Не нужен он там.

Исправил

Теперь правильно.

Вот ВАХ
Пусть не точная, зато моя. Думаю, подойдёт. Отрицательную не стал делать. Нету у меня разрешения на 500 В.

Ну более-менее. Дело в том, что симуляторам доверять нельзя, они годятся только для обучения. Я, к примеру, симуляторами не пользуюсь никогда - ни на работе, ни дома.

[Ренальд]

Схема правильная, номинал резистора выбран неверно. Даже при полностью разряженном (до напряжения 10 В) аккумуляторе ток зарядки будет (15-10-0.6)/1.5=3 мА, а требовалось 10. Причём, по-видимому, Хоровиц с Хиллом подразумевали 10 мА при напряжении на аккумуляторе 12 В.
UPD. Тьфу, не обратил внимание. В минусовой цепи диод убрать! Не нужен он там.

Вот как оказывается, читал, читал и не применил. Учту на будущее!
Иправил

[El-Eng]

Если поставить резистор параллельно диоду, идущему от батареи, то последовательная цепочка диод-резистор не нужна, и вы cэкономите диод и немного лучше используете батарею...

[mickbell]

Вот как оказывается, читал, читал и не применил. Учту на будущее!
Иправил

Вот, совсем другое дело! Правильно.

Если поставить резистор параллельно диоду, идущему от батареи, то последовательная цепочка диод-резистор не нужна, и вы cэкономите диод и немного лучше используете батарею...

Ага, тоже вариант. Не совсем понятно только замечание про немного лучшее использование батареи.