Image17 (10)

Elektronika dla nieelektroników EdE

211 222

końcówkowego modelu czwómikowcgo. 7. kolei rysunek 11 pokazuje tak zwany wykres Smitha oraz jeden ze wzorów dotyczący tak zwanych parametrów s - są one wykorzystywane do opisu właściwości i działania tranzystora w zakresie wysokich i bardzo wysokich częstotliwości.

a)

Rys. 10 Rys. 11

Pełne zrozumienie i wykorzystanie takich modeli i wzorów wymaga niemałej znajomości matematyki. Wiele obliczeń trzeba przeprowadzać z wykorzystaniem liczb zespolonych. Także ta sprawa odstrasza i przeraża wielu początkujących, którzy spotykają się z informacją, że napięcie wynosi na przykład l,2+j0,7 wolta, a oporność 52-j5 oma, a na dodatek ta mała literka j oznacza pierwiastek z... minus jeden, czyli RH.

W elektronice bez liczb zespolonych nie da się przeprowadzić dokładniejszych obliczeń, a są one ściśle związane z takimi niezbędnymi pojęciami, jak reaktancja i impe-dancja. Oprócz liczb zespolonych, w elektronice mamy często do czynienia z logarytma-mi, miarą logarytmiczną i związanymi z tym decybelami (różnego rodzaju: np. dB, dBm, dBV, dBuV, ...). Niekonsekwencją naszego systemu szkolnictwa jest wprowadzenie tego rodzaju pojęć i obliczeń do programu technikum, bez wcześniejszego omówienia podstaw matematycznych, a także bez wytłumaczenia kwestii modeli i schematów zastępczych reprezentujących w obliczeniach rzeczywiste elementy.

Tymczasem cały czas trzeba pamiętać, że modele i schematy zastępcze to swego rodzaju protezy, które odzwierciedlają właściwości tranzystora tylko w pewnych warunkach (na przykład przy niewielkich sygnałach zmiennych małej częstotliwości) i z określoną dokładnością. Czym bardziej skomplikowany model i schemat zastępczy, tym dokładniej może on odzwierciedlać właściwości tranzystora, ale też wymaga bardziej skomplikowanych obliczeń.

Szczegółowe omówienie tych zagadnień zdecydowanie wykracza poza ramy cyklu Pod lupą. Warto jednak mieć elementarne wyobrażenie o problemie i przemyśleć wnioski.

Otóż patrząc z jednej strony, stwierdzamy, że elektronika naprawdę jest bardzo trudna i niesamowicie obszerna, a bez znajomości matematyki wyższej nie da się wszystkiego zrozumieć i opisać.

Z drugiej strony, życie pokazuje, że dobry elektronik to praktyk, który potrafi zbudować układ elektroniczny i znaleźć w nim ewentualne błędy, pomyłki i niedoróbki. A do tego nie wystarczy sama znajomość teorii i wzorów - wprost przeciwnie, może ona czasem nawet przeszkadzać. Niezbędne jest natomiast praktyczne doświadczenie, umiejętność logicznego myślenia, a nawet odrobina fantazji.

Niech Cię więc nie przerażają wzory i skomplikowane obliczenia. Ich dokładna znajomość potrzebna jest, a i to nie zawsze, jedynie zawodowym konstruktorom, którzy projektując urządzenie elektroniczne, powinni wziąć pod uwagę szereg dodatkowych zagadnień, takich jak optymalizacja parametrów i kosztów Natomiast hobbysta elektronik ma inny cel: cieszy się, jeśli budowane przez niego układy działają, nawet jeśli nic są to rozwiązania optymalne.

Dobra wiadomość jest taka: możesz być bardzo dobrym elektronikiem bez znajomości wyższej matematyki i zasygnalizowanych właśnie trudnych zagadnień.

Zła wiadomość jest następująca: elektronika to rzeczywiście obszerna i trudna dziedzina, więc niechybnie przeżyjesz porażki i napotkasz problemy, których nie rozwiążesz. I to jest normalne!

Niestety.

Powinieneś wyrobić sobie zrównoważone podejście i realistyczny pogląd na swoje (na początku skromne) umiejętności: czyn więcej nabędziesz wiedzy i doświadczenia, tym mniej porażek będziesz miał r.a swym koncie. A czym trudniejszych zadań będziesz się podejmował, tym tych porażek będzie więcej.

Choć nie masz szans na szybkie poznanie „całej elektroniki”, gorąco Cię zachęcam, żebyś się nie zniechęcał porażkami i nie rezygnował, gdy napotkasz coś niezrozumiałego. Zaczynaj od zadań najprostszych i stopniowo zdobywaj wiedzę i jeszcze ważniejsze praktyczne doświadczenie. Akademicka wiedza nie jest niezbędna, ale dobry elektronik powinien nabyć umiejętność przeprowadzania obliczeń matematycznych na poziomie szkoły średniej (przy czym całkowanie, różniczkowanie i tym podobne, nie są konieczne). Trzeba jednak poznać i wykorzystywać podstawowe prawa i zasady, przekształcać wzory oraz przyswoić sobie takie podstawowe pojęcia, jak wspomniana wcześniej oporność dynamiczna (która ma ścisły związek z matematycznym pojęciem pochodnej). Jednym z zagadnień niezbędnych dla każdego elektronika jest pojęcie rezystancji wewnętrznej źródła sygnału i sprawa obciążenia źródła sygnału za pomocą zewnętrznej rezystancji. W następnym artykule cyklu zajmiemy się tym i innymi podobnie ważnymi zagadnieniami.

Piotr Górecki

Elektronika dla Wszystkich

Listopad 2005

25