Image5 (27)

W rubryce przedstawiane są odpowiedzi na pytania nadesłana do Redakcji. Są to sprawy, które, naszym zdaniem, zainteresują szerszo grono Czytelników.

Jednocześnie informujemy, że Redakcja nie jest w stanie odpowiedzieć na wszystkie nadesłane pytania, dotyczące różnych drobnych szczegółów.

2

Jak jest zbudowany rezonator kwarcowy? Czy rzeczywiście zawiera cewkę o dużej indukcyjtiości? Skąd bierze się stabilność częstotliwości?

Rezonator kwarcowy, zwany    I

potocznie „kwarcem", to maleńka płytka odpowiednio wycięta z kryształu kwarcu (polimorficzny dwutlenek krzemu). Jako element piezoelektryczny zamienia drgania elektryczne na mechaniczne i odwrotnie. Nie ma tam żadnej cewki.

Cewkę rysuje się tylko na schemacie zastępczym rezonatora - patrz rysunek obok. Rezonator kwarcowy ma niecodzienne właściwości - mały kryształek kwarcu zachowuje się, jakby zawierał cewkę L o znacznej indukcyjności (rzędu henra) połączoną w szereg z kondensatorem C o znikomej pojemności poniżej 0,1 pF i rezystorem K (reprezentującym straty). Do tego dochodzi równoległa pojemność oprawki Co. Rezonator kwarcowy można wykorzystać jako szeregowy obwód LC albo równoległy obwód LCu w filtrach i generatorach. Dobroć (Q) jako stosunek rcaktancji do rezystancji jest bardzo duża, rzędu kilkudziesięciu tysięcy, a nawet miliona. Podstawową zaletą jest to. żc parametry niewiele zależą od temperatury, dzięki czemu częstotliwości rezonansowe rezonatora kwarcowego niewiele zmieniają się pod wpływem zmian temperarury. Stabilność częstotliwości zależy m.in. od sposobu cięcia kryształu kwarcu. Dla dalszego zwiększenia stabilności cieplnej umieszcza się rezonator w termostacie lub stosuje inne sposoby korekcji.

Uproszczony schemat zastępczy pokazany na rysunku mc do końca odzwierciedla właściwości rezonatora - w praktyce występują w nim też rezonanse wyższych rzędów (przy częstotliwościach harmonicznych będących wielkorotnością podstawowej). Niektóre „kwarce” przeznaczone są do pracy w yłącznic na tych częstotliwościach harmonicznych (tzw. kwarce owertonowe).

Oznaczanie aa schematach

i straty cbone) I

□

Pojemność

odadak

Schsmst

rMtępcry

Co

2 Mam pytanie dotyczące mocy we wzmacniaczach. Czy nudna obliczyć przypuszczalną moc, jaką odda wzmacniacz, mając dane z karty katalogowej (maksymalny prąd wyjściowy, opór głośnika, napięcie zasilania). Czy można zastosować tu wzór na moc P=I²*R, czy raczej należy zastosować inny wzór?

Do obliczenia mocy maksymalnej w szczotach wysterowania należy wykorzystać wzór podstawowy:

P = U²/R

Do tego wzoru należy podstawić napięcie V • wartość skuteczna przebiegu zmiennego na wyjściu wzmacniacza. 1 tutaj zaczyna się pole wątpliwości i nadużyć. Jeśli na przykład całkowite napięcie zasilające stopień końcowy wzmacniacza wynosi ±45V, to maksymalna amplituda napięcia wyjściowego będzie o kilka woltów mniejsza od 45V. w praktyce około 40...43V. Dla zasilacza z pojedynczym napi_v ciem zasilającym 50 V amplituda napięcia na wyjściu będzie mniejsza niż 25V, w praktyce 20...23V. Dla wzmacniaczy mostkowych (BTLl amplituda jest o kilka woltów mniejsza od całkowitego napięcia zasilania. Przykładowo dla wzmacniacza mostkowego zasi anego ±30V maksymalna amplituda wyjściowa wyniesie 50...56Y, a dla mostkowego wzmacniacza samochodowego zasilanego napięciem 14,4V amplituda wyniesie około 11V.

Jeśli do wcześniejszego wzoru podstawi się tę wartość amplitudy, u/yska się ogromny wynik. Przykładowa dla zasilania ±45V podstu w rając amplitudę U=41V, uzyska się przy głośniku 8L2 wynik 210V. a dla mostkowego wzmacniacza samochodowego przy amplitudzie 11V i głośniku 40 wynik wyniesie ponad 30W

Takie właśnie wyniki spotyka się w opisach i materiałach reklamowych. Podane liczby niewiele mają jednak wspólnego z rzeczywistością. Do obliczeń powinny być wzięte me amplitudy, tylko wartości skuteczne. Tymczasem w'artość skuteczna przebiegów audio o danej amplitudzie nie jest jednoznacznie ustalona - zależy to od treści i typu muzyki. W praktyce można przyjąć wartość skuteczną, juk dla sygnałów sinusoidalnych - sygnał audio często jest podobny do sinusoidalnego. Jak wiadomo, wartość skuteczna „sinusa” jest pierwiastce z dwóch (około 1,41) razy mniejsza od amplitudy. Podstawienie war tuści skutecznej dla przebiegu sinusoidalnego da radykalnie (dw ukrotnie) mniejsze wartości Dla wspomnianego klasycznego wzmacniacza zasilanego napięciem ±45V, przy obciążeniu 8f2 zamiast 2IOW uz>s-ka się 105W Dla mostkowego wzmacniacza samochodowego zasilanego + 14,4V przy 4ft zamiast 30W uzyska się 15W I tak obliczone wartości dużo sensowniej odzwierciedlają szczytową moc wyjściową wzmacniacza. A jeśli chodzi o moc ciągłą, to jest ona jeszcze mniejsza, między innymi ze względu na problem odprowadzania ciepła oraz „przysiadania" napięcia zasilacza pod obciążeniem.

Natomiast podany przez Czytelnika W20r P=1²*K jest przydatny tylko w przypadku scalonych wzmacniaczy mocy, współpracujących / głośnikami 40 i 211 Problem w tym, że wzmacniacze scalone mają wbudowane zabezpieczenie przeciążeniowo przeciw/wurciowc -wewnętrzny ogranicznik prądu wy jściowego. Jeśli przykładowo wartość

10 Kwiecień 2005 Elektronika dla Wszystkich