49 (135)

sklep.

IN,

JUCTG

	co Od CO co —	Y^k,	Rys. C
I 1k	i i n r 2k 3k 4k	I I 5k 6k	INI 8k 10k
	2,5k ^3;^53k _._1_. ^fH .	fi,5k	Rys. D
n i i i ni i mii

1k

2k 3k 4k 5k 6k 8k 10k

.020±.002 —i

(0.508±0.05) I

.290 MAX. (7.37 MAX.)

(2.79 MAX.)

Rys. E

<nn>

2.48±.078

(63.0±2.0)

v_y

INCH

(ME7RIC)

Part No.	Ind. (uh)	Q Min	Test Freq (MHz)	SRF Min. (MHz)	DCR Max. (ohms)	Rated Current Max.(mA)
1205R10M	.10	35	25.0	380	.075	1150
1205R12M	.12	35	25.0	380	.075	1150
1205R15M	.15	35	25.0	380	.075	1150
1 omtoi »u	ib	7B	OB n	■xnn	07B	11 BO
i zuDbouf.
1205820K	82.0	50	2.5	6	3.20	175
1205101K	100.0	50	2.5	5.5	3.5	165
1205121K	120.0	50	.79	5.4	3.80	160
1205151K	150.0	50	.79	4.75	4.40	150
1205181K	180.0	50	.79	4.35	5.00	140
1205221K	220.0	50	.79	4	5.70	130
1205271K	270.0	50	.79	3.7	6.50	120
1205331K	330.0	50	.79	3.4	9.50	100
1205391K	390.0	50	.79	2.8	10.50	95
1205471K	470.0	50	.79	2.55	11.60	90
1205551K	560.0	50	.79	2.35	13.00	85
1205681K	680.0	50	.79	2	18.00	75
1205821K	820.0	50	.79	1.5	23.0	65
1205102K	1000.0	50	.79	1.2	26.00	60

moduły umożliwiają przesyłanie sygnałów o częstotliwości do 5kHz. W naszym systemie potrzebne są tylko dwa rozkazy. W nadajniku pracowałby generator przebiegu prostokątnego, któty po naciśnięciu przycisku dałby przebiegi o jednej z potrzebnych częstotliwości fi lub fi. Zastanawiamy się, czy w odbiorniku nie wykorzystać dwóch obwodów rezonansowych nastrojonych na te dwie częstotliwości, według ogólnej idei z rysunku B. Zakładamy, że częstotliwości tych obwodów f, f2 będą leżeć w zakresie 1...5kHz. Chcemy wykorzystać gotowe dławiki i popularne kondensatory MKT. Gotowi jesteśmy przeprowadzić łiczne próby, sprawdzić różne konfiguracje układowe i sprawdzić doświadczalnie, czy taka koncepcja się sprawdzi. Jednak nawet do wstępnych prób potrzebne są elementy LC, które trzeba kupić. W ramach zadania 172 należy:

-    zaproponować wartości częstotliwości fi, fi,

-    obliczyć, jakie dławiki i kondensatory należy w tym celu zakupić.

Zadanie okazało się trudne. Część sympatyków Szkoły chyba się niepotrzebnie przestraszyła. A tymczasem podstawowe założenia i obliczenia były łatwe.

Jeżeli chodzi o częstotliwości pracy fj, fi, to w zasadzie można je było wybrać dowolnie, byle były mniejsze od 5kHz. Ale warto było przyjąć częstotliwości możliwie duże, by indukcyjność cewek była jak najmniejsza, czyli żeby cewki były małe i miały dobre parametry. Na pewno górną granicą jest częstotliwość 5kHz. Czyli dobrze byłoby, gdyby jedna z częstotliwości, powiedzmy fi, wynosiła 5kHz. Druga częstotliwość powinna być niższa, ale niewiele niższa. Bez szczegółowej analizy warto przyjąć, że częstotliwość f2 nie powinna być całkowitą podkrotnością pierwszej. Chodzi o to, żeby harmoniczne „kanciastego” sygnału f2 nie powodowały reakcji drugiego kanału, który ma reagować tylko na fi. W przypadku czystego sygnału sinusoidalnego, problemu harmonicznych by w ogóle nie było. Ale w tym przypadku najprawdopodobniej będziemy mieć do czynienia z sygnałami impulsowymi, zawierającymi wiele harmonicznych. Kilku uczestników napisało wprawdzie o wykorzystaniu sygnału sinusoidalnego, ale w prostym układzie zdalnego sterowania IRED byłoby to trudne do zrealizowania i ogromnie skomplikowałoby układ. Należy więc przyjąć, że odbierane sygnały będą prostokątne, a nie sinusoidalne.

Jeślibyśmy wzięli pod uwagę tylko nieparzyste hannoniczne przebiegu prostokątnego, a pominęli parzyste, to będzie nas interesować trzecia harmoniczna, która jest największym zagrożeniem. Na pewno niższa częstotliwość (fi) nie powinna wynosić 5kHz/3, czyli 1,66kHz, bo jej trzecia harmoniczna wyniosłaby właśnie 5kHz. Należałoby wybrać częstotliwość pracy mniej więcej „w połowie drogi” między 1,66kHz i 5kHz. Powinna to być „połowa drogi” w skali logarytmicznej (2,88kHz), jak pokazuje rysunek C, ale nie jest to wartość krytyczna. Częstotliwość f2 mogłaby wynosić 2,5...3kHz.

Jeśli ktoś bałby się wpływu także drugiej harmonicznej, to powinien wybrać częstotliwość fi „w połowie drogi” pomiędzy 2,5kHz i 5kHz, czyli około 3,5kHz - rysunek

D.

Ale trzeba podkreślić, że przy starannym zaprojektowaniu odbiornika, nawet w przypadku sygnałów prostokątnych częstotliwość fj mogłaby być równa 1,66kHz. Wtedy trzeba byłoby po prostu dopracować odbiornik tak, żeby odróżniał on, czy częstotliwość 5kHz jest tonem podstawowym, czy harmoniczną. Ale to utrudniłoby zadanie, dlatego bezpieczniej jest zmniejszyć problem harmonicznych przez wybór częstotliwości w podanym zakresie 2,5...3,5kHz.

W zasadzie przy fi = 5kHz, częstotliwość f2 mogłaby być znacznie niższa niż 2,5...3,5kHz, ale to wymagałoby użycia cewki

0    większej indukcyjności.

Mając (lepiej lub gorzej) wybrane częstotliwości fi, f), należało przymierzyć się do wyboru wartości elementów L, C. Rzecz w tym, że daną częstotliwość można uzyskać przy nieskończenie wielu kombinacjach wartości L i C. W każdym przypadku w grę wchodzi znana zależność:

2ir JLC

W praktyce warto było skorzystać z zależności:

(2jtf)² = 1/LC

1    obliczyć LC:

LC = l/(2mf)²

Dla częstotliwości fi=5kHz otrzymujemy:

LC = 1 / (6,28 * 5000)²= 1 / (31400)

LC = 1 / 985960000 =1 / 1 000 000 000 czyli w dobrym w przybliżeniu LC = 10"⁹ [s²]

I teraz należałoby założyć wartość pojemności lub indukcyjności z szeregu E12 i obliczyć wartość elementu współpracującego. Załóżmy, że wykorzystamy cewkę o indukcyjności lOOmH, czyli 0,1H (0,1 Os):

C = 10 ⁹[s²] / 0,1 [fis]

C = 1 OnF

Łatwo policzyć, że przy indukcyjności lOmH, pojemność powinna wynosić 1 OOnF, a przy indukcyjności lmH - luF.

Ponieważ jest to Szkoła Konstruktorów, nie trzeba było wnikać we wszystkie szczegóły.

W zasadzie dopuszczalna jest każda kombinacja spełniająca dla częstotliwości 5kHz warunek LC = 10^_9[s²]. Analogicznie dla innych częstotliwości. I dlatego za prawidłowe mogłem uznać odpowiedzi, które odwzorowały przedstawione właśnie rozumowanie dla przyjętych częstotliwości fi, f2. Pod jednym wszakże warunkiem. Otóż w zadaniu było wyraźnie powiedziane, że elementy LC należy zakupić. A jeśli zakupić, to powinny mieć standardowe wartości z szeregów.

Części rozwiązań nie uznałem właśnie dlatego, że ich Autorzy podali niepraktyczne wartości elementów, np. L=628uH czy C=l,1257uF.

Jednym z celów zadania Policz 172 było właśnie zwrócenie uwagi na standardowe wartości elementów dostępnych w handlu. Należy też podkreślić, że dokładne wyliczenia nie mają sensu, bo gotowe dławiki często mają tolerancję ±10%, a nawet ±20%. Podobnie kondensatory MKT mają tolerancję ±5% lub ±10%. W tym akurat przypadku odchyłki nie mają znaczenia, bo do częstotliwości rezonansowej danego obwodu rezonansowego można dostroić się w nadajniku, co było wyraźnie zasygnalizowane przez umieszczenie na rysunku B potencjometrów montażowych, oznaczonych właśnie fi, fi.

Tylko dla dociekliwych

Przestawione powyżej rozważania nie uwzględniają pewnych ważnych ograniczeń, a nawet pułapek. Otóż teoretycznie wystarczy, by iloczyn wartości L*C odpowiadał przyjętej wartości częstotliwości, niezależnie od wartości L i C. A niektórzy Koledzy proponowali pojemności w zakresie 4,7...10uF, a jeden zaproponował nawet pojemność 18uF. Analogicznie proponowane wartości indukcyjności zawierały się w szerokim zakresie, a najmniejszą zaproponowaną wartością była

Elektronika dla Wszystkich Listopad 2010    53