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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Pourquoi avons-nous besoin de calculs de radio amateur. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / Radioamateur débutant La radioamateur est un art. Lorsqu'on commence à fabriquer une conception, même décrite en détail quelque part (qu'il s'agisse d'un amplificateur, d'un récepteur radio, d'une alimentation, d'un décodeur TV, etc.), le plus souvent, il n'est pas possible de le répéter exactement, car il n'y a pas de pièces nécessaires, pas satisfait de certaines solutions constructives ou de circuit, je veux obtenir des paramètres et des résultats légèrement différents, quelque chose à finaliser et à améliorer. Vous pouvez, bien sûr, agir par essais et erreurs, en sélectionnant des éléments structurels à l'aveugle, mais n'est-il pas plus facile de vous armer d'un stylo, d'un morceau de papier et de déterminer ce qui doit être changé, ce qui devrait se passer, dans quelle direction agir et quel genre de détails sont nécessaires? Faisons tout de suite une réserve sur le fait qu'un raffinement expérimental sera peut-être encore nécessaire, mais son volume sera infiniment moindre. Ayant maîtrisé et répété des designs bien connus, un amateur s'arrête rarement là et commence à développer quelque chose qui lui est propre, original et unique. Ici, impossible de se passer de calculs élémentaires ! Comment régler correctement le mode transistor, quelle valeur et quelle puissance installer les résistances, quelle puissance sera dissipée par les transistors et les diodes, si la bande passante sera large - ces questions et bien d'autres peuvent être résolues en effectuant des calculs élémentaires. Je ne parle pas du calcul des circuits, du nombre de tours de bobines et de transformateurs - personne n'a encore pu deviner à l'œil nu les données optimales de ces éléments. Les représentations graphiques sont extrêmement utiles et transportent beaucoup d'informations - ce n'est pas pour rien que les caractéristiques des transistors et de nombreux autres éléments sont donnés dans les ouvrages de référence sous forme de graphiques. Supposons maintenant que dans un calcul, vous rencontriez la formule V (a + b2), dans laquelle vous devez substituer a \u6,3d 0,3 et b \u1d 3. Trouvez un analogue géométrique de cette formule et obtenez la réponse. L'exemple n'a pas été pris par hasard, c'est ainsi que s'ajoutent les résistances actives et réactives. Pendant que vous réfléchissez, discutons de la question : avec quelle précision doit-on compter ? Si vous avez déjà sorti une calculatrice pour calculer la réponse dans l'exemple proposé, ne le faites pas, mais divisez XNUMX par XNUMX. La calculatrice remplira tous les chiffres après la virgule en triples. Doivent-ils tous être réécrits en réponse ? Vous êtes plus intelligent qu'une calculatrice et ne ferez pas de travail inutile. Le résultat du calcul doit être arrondi, mais que faut-il écrire - 0,3 ou 0,33 ? Cela dépend de la précision avec laquelle vous effectuez les calculs. Le dernier chiffre est ignoré s'il est inférieur à 5, et s'il est supérieur, le précédent est ajouté à 1. Par exemple, 0,33 est arrondi à 0,3 et 0,37 à 0,4. Dans les deux cas, l'erreur peut atteindre la moitié du chiffre non écrit, c'est-à-dire 0,05. La précision de la réponse (erreur relative) sera de 0,05 / 0,3 \u17d 0,3% dans le premier cas (lorsque vous avez noté 1,5 dans la réponse) et seulement 0,33% - dans le second (lorsque vous avez noté XNUMX) Très souvent, des données sources bien écrites contiennent déjà des informations sur leur exactitude. J'ai un résonateur à quartz devant moi qui indique 27,000 0,5 MHz, et bien que la fréquence soit donnée en mégahertz, je suis sûr que le cristal est rectifié avec une précision de 0,002 kHz et que l'erreur relative est inférieure à 27 %. S'il a une inscription de XNUMX MHz, il est difficile d'espérer la même précision. Une grande précision est nécessaire pour obtenir la fréquence normalisée du canal CB, mais est-elle nécessaire, par exemple, lors du calcul de la résistance d'une résistance ? Bien sûr que non, car les résistances elles-mêmes sont majoritairement produites avec des tolérances de 5, 10, voire 20 %. Il en va de même pour les condensateurs et la dispersion des caractéristiques des transistors est encore plus grande. Je me permettrai de dire que dans la grande majorité des calculs d'ingénierie radio, deux chiffres significatifs peuvent être supprimés et une précision de 5 ... 10% suffit amplement. Lorsque quelque chose doit être ajusté plus précisément, des résistances et des condensateurs de réglage sont installés, et les bobines sont fournies avec des circuits magnétiques réglables avec des "noyaux" - des trimmers. Répondons maintenant au problème ci-dessus. Son analogie géométrique est un triangle rectangle (Fig. 1) et le théorème de Pythagore. Les longueurs des jambes sont a et b, la réponse est la longueur de l'hypoténuse. Il est même impossible de dessiner un triangle avec les données données à l'échelle - c'est trop pointu ! Et il est bien clair que la longueur de l'hypoténuse c diffère très peu de la longueur de la longue jambe a. Si l'un des lecteurs impatients a déjà résolu le problème sur une calculatrice, il a alors vu la réponse : 6,3071388, et ce nombre doit être arrondi. Nous ne résoudrons pas du tout ce problème, car il est maintenant clair pour nous que dans la réponse 6,3 avec une précision meilleure que 1%.
Il existe également une méthode algébrique qui simplifie le calcul. Prenons a comme unité de mesure. Et pourquoi pas, car c'est tout de même comment mesurer la longueur d'un boa constrictor - en mètres, en verges ou en perroquets, il suffit de connaître les coefficients de conversion d'une unité à l'autre. Ainsi, a mesuré dans a est égal à un. Mais b mesuré dans a est b/a = 0,3/6,3 = 0,05 (arrondi). C'est une petite valeur par rapport à l'unité, notons-la x = b/a. Il convient maintenant de présenter la formule côte à côte et de se limiter aux seuls deux premiers termes : (1 + x2)1/2 = 1 + x2/2. Il est facile de calculer mentalement que le second terme n'est que de 2,5 10-3, et il peut aussi être négligé. Ainsi, la réponse en a est un, et dans les valeurs précédentes - 6,3. Question pour l'autotest, quelle est la durée des impulsions simples (par rapport à la période) à la sortie de l'élément logique (Fig. 2), s'il commute à une tension de 2 V, et un signal sinusoïdal d'amplitude de 4 V est appliqué à l'entrée ?
Auteur : V. Polyakov, Moscou
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