Pytanie laika o opornosci: wejsciowa i wyjsciowa

[TooL46_2]

Czolem!

Pytanie jak w temacie. Czesto spotykam sie, czytajac czy to posty na forum czy ostatnio artykul z fonaru o wtorniku katodowym, z terminami opornosci (i pojemnosci): wejsciowej i wyjsciowej. Jako, ze moje wyksztalcenie dalekie jest elektroniki bylbym wdzieczny za pomoc w rozszyfrowaniu tych skrotow i objasnieniu, na co one wplywaja. Ewentualnie -- prosilbym bardziej doswiadczonych o skierowanie do jakiejs pozycji ksiazkowej, gdzie moglbym na ten temat poczytac.

Jesli temat byl juz kiedys walkowany to przepraszam za zasmiecanie. Niestety, nie moglem sie doszukac zadnych watkow w tej materii na forum...

Dzieki z gory i pozdrawiam,
Tomek

[tszczesn]

Pytanie jak w temacie. Czesto spotykam sie, czytajac czy to posty na forum czy ostatnio artykul z fonaru o wtorniku katodowym, z terminami opornosci (i pojemnosci): wejsciowej i wyjsciowej. Jako, ze moje wyksztalcenie dalekie jest elektroniki bylbym wdzieczny za pomoc w rozszyfrowaniu tych skrotow i objasnieniu, na co one wplywaja. Ewentualnie -- prosilbym bardziej doswiadczonych o skierowanie do jakiejs pozycji ksiazkowej, gdzie moglbym na ten temat poczytac.

Wiesz w ogóle co to jest pojemność i oporność?

Oporność wejściowa to po prostu opór jaki widzi źródło sygnału podpięte do danego urządzenia, czyli jak bardzo jakieś urządzenie (np. wzmacniacz) obciąża źródło sygnału. Jest to typowo oporność 'zwykła', czyli bez składników pojemnościowych lub indukcyjnych.

Pojemność wejściowa to informacja jaka jest pojemność pomiędzy zaciskami wejściowymi (czyli np. sygnałem a masą) urządzenia. Powinna być jak najmniejsza, bo razem z opornością wyjściową źródła sygnału tworzy filtr dolnoprzepustowy, obcinający większy częstotliwości.

Oporność wyjściowa to z kolei informacja 'jak chętnie' urządzenie (np. wzmacniacz) oddaje prąd do obciążenia. Bez żadnego obciążenia wzmacniacz daje poziom X sygnału, z obciążeniem (np. następnym stopniem) daje poziom Y. Y jest zawsze mniejszy od X, o ile to właśnie o tym mówi oporność wyjściowa. Liczbowo jest to wartość opornika jaki trzeba by dodać do idealnego źródła sygnału (takie co da nieskończenie dużo prądu) aby uzyskać taki sam efekt jak w rzeczywistym urządzeniu. Oporność wyjściowa jest bardzo ważna, bo pomijając tłumienie Z pojemnościami dalszej części układu tworzy tak samo filtr dolnoprzepustowy.

[TooL46_2]

Witam!

Dzieki za odpowiedz! Co to opornosc i pojemnosc to wiem

Oporność wejściowa to po prostu opór jaki widzi źródło sygnału podpięte do danego urządzenia, czyli jak bardzo jakieś urządzenie (np. wzmacniacz) obciąża źródło sygnału.

(...)

Oporność wyjściowa to z kolei informacja 'jak chętnie' urządzenie (np. wzmacniacz) oddaje prąd do obciążenia. Bez żadnego obciążenia wzmacniacz daje poziom X sygnału, z obciążeniem (np. następnym stopniem) daje poziom Y. Y jest zawsze mniejszy od X, o ile to właśnie o tym mówi oporność wyjściowa.

Czyli opornosc wejsciowa danego stopnia stanowi obciazenie dla stopnia poprzedzajacego, czy tak? Czy myle sie zatem twierdzac, ze na opornosc wyjsciowa danego stopnia bedzie miala rowniez wplyw opornosc wejsciowa stopnia nastepnego? Jesli tak, to rozumiem, iz obie opornosci powinny byc jak najmniejsze, czy tak? Jesli moglbys mnie pokierowac jeszcze (lub objasnic ) jak wyznaczyc obie opornosci w stopniu oporowym to bylbym wdzieczny!

Pojemność wejściowa to informacja jaka jest pojemność pomiędzy zaciskami wejściowymi (czyli np. sygnałem a masą) urządzenia. Powinna być jak najmniejsza, bo razem z opornością wyjściową źródła sygnału tworzy filtr dolnoprzepustowy, obcinający większy częstotliwości.

Czy czestotliwosc graniczna tego filtru liczy sie ze wzoru f=1/(2*PI*R*C) gdzie R to opornosc wyjsciowa a C to pojemnosc wejsciowa (wzor zaczerpnalem z Niemcewicza)?

Pozdrawiam,
Tomek
PS. Czy na forum mozna kodowac w LaTeX'u?

[tszczesn]

Czyli opornosc wejsciowa danego stopnia stanowi obciazenie dla stopnia poprzedzajacego, czy tak? Czy myle sie zatem twierdzac, ze na opornosc wyjsciowa danego stopnia bedzie miala rowniez wplyw opornosc wejsciowa stopnia nastepnego? Jesli tak, to rozumiem, iz obie opornosci powinny byc jak najmniejsze, czy tak? Jesli moglbys mnie pokierowac jeszcze (lub objasnic ) jak wyznaczyc obie opornosci w stopniu oporowym to bylbym wdzieczny!

Tak - oporność wejściowa następnego stopnia obciąża poprzedni. Ale wejściowa powinna być jak największa (jak najmniej obciążać stopień poprzedni), a wyjściowa jak najmniejsze (aby stopień był jak najmniej wrażliwy na obciążenie).

Czy czestotliwosc graniczna tego filtru liczy sie ze wzoru f=1/(2*PI*R*C) gdzie R to opornosc wyjsciowa a C to pojemnosc wejsciowa (wzor zaczerpnalem z Niemcewicza)?

Tak, to wzór na filtry RC.

PS. Czy na forum mozna kodowac w LaTeX'u?

A to lepiej zadać na PW adminowi, ja nie wiem. Ale w sumie fajnie by było.

[Jasiu]

Czołem.

Dzieki za odpowiedz! Co to opornosc i pojemnosc to wiem

Na wszelki wypadek
viewtopic.php?f=6&t=38

Czyli opornosc wejsciowa danego stopnia stanowi obciazenie dla stopnia poprzedzajacego, czy tak?

Tak.

Czy myle sie zatem twierdzac, ze na opornosc wyjsciowa danego stopnia bedzie miala rowniez wplyw opornosc wejsciowa stopnia nastepnego?

Tak mylisz się.

Jesli tak, to rozumiem, iz obie opornosci powinny byc jak najmniejsze, czy tak?

Nie. Powinny być "w sam raz". Projektując układ trzeba brać pod uwagę dużo czynników.

Jesli moglbys mnie pokierowac jeszcze (lub objasnic ) jak wyznaczyc obie opornosci w stopniu oporowym to bylbym wdzieczny!

Można zmierzyć, można policzyć. Co wybierasz?

Czy czestotliwosc graniczna tego filtru liczy sie ze wzoru f=1/(2*PI*R*C) gdzie R to opornosc wyjsciowa a C to pojemnosc wejsciowa (wzor zaczerpnalem z Niemcewicza)?

Tak, w przybliżeniu często zupełnie wystarczającym.

PS. Czy na forum mozna kodowac w LaTeX'u?

Wzorki z całkami?

Jasiu

[TooL46_2]

Dziekuje Wam za szybkie odpowiedzi

Troche mi sie rozjasnia (pomalu )

Na wszelki wypadek
viewtopic.php?f=6&t=38

Dzieki za to Z prawidlowa definicja oporu mialem juz stycznosc ale dobrze jest to miec wyjasnione dokladnie i prosto! Temat wedruje do ulubionych!

Nie. Powinny być "w sam raz". Projektując układ trzeba brać pod uwagę dużo czynników.

Tak - oporność wejściowa następnego stopnia obciąża poprzedni. Ale wejściowa powinna być jak największa (jak najmniej obciążać stopień poprzedni), a wyjściowa jak najmniejsze (aby stopień był jak najmniej wrażliwy na obciążenie).

Rozumiem, ze to "w sam raz" odnosi sie do tego, jak chcemy ksztaltowac charakterystyke danego stopnia? Czyli stopien wzmocnienia oraz pasmo przenoszenia? Czy sa zatem jakies zasady "na dzien dobry" by prawidlowo zaprojektowac stopien oporowy tak by zachowac jak najwieksza opronosc wejsciowa a jak najmniejsza opornosc wyjsciowa? Z jakich ksiazek ewentualnie moglbym skorzystac?

Można zmierzyć, można policzyć. Co wybierasz?

Chetnie poznalbym obie Choc z liczeniem moze byc problem, jesli wzory i matematyka oparte sa o liczby zespolone, o ktorych wiem jedynie tyle, ze i = sqrt(-1)

Tak, to wzór na filtry RC.

Czy moge z niego korzystac liczac czestotliwosci graniczne stopnia? Co bedzie stanowic R a co C?

Dziekuje z gory za pomoc!
Pozdrawiam,
Tomek

[Piotr]

Czy sa zatem jakies zasady "na dzien dobry" by prawidlowo zaprojektowac stopien oporowy tak by zachowac jak najwieksza opronosc wejsciowa a jak najmniejsza opornosc wyjsciowa?

Na dzień dobry rezystancja wejściowa stopnia powinna być kilka-kilkanaście razy większa od rezystancji wyjściowej stopnia poprzedniego, aby zbytnio go nie obciążać.
W układzie WK (wspólnej katody, czyli klasycznym stopniu oporowym) Rwe jest równe Rg, czyli wartości rezystora upływowego siatki.
Rwy natomiast jest równoleglym połączeniem Ra, czyli rezystora anodowego oraz ri, czyli rezystancji wewnętrznej samej lampy, którą odczytuje się z charakterystyk.

Czy moge z niego korzystac liczac czestotliwosci graniczne stopnia? Co bedzie stanowic R a co C?

Jak najbardziej możesz z niego korzystać. Dla górnej częstotliwości granicznej:
R będzie rezystancją wyjściową pierwszego stopnia, o ile jest ona dużo mniejsza od Rwe następnego. Jeżeli będą zbliżone, to trzeba wziąć ich równoległe połączenie.
C będzie równoległym połączeniem (czyli sumą) pojemności wejściowej drugiego stopnia, czyli Cgk + Cga*K(efekt Millera) oraz pojemności wyjściowej pierwszego stopnia Cak, która zazwyczaj jest na tyle mała, że można ją zaniedbać.
Dla dolnej częstotliwości R będzie stanowić Rwe drugiego stopnia, o ile jest dużo większe od Rwy pierwszego. Jeżeli będą zbliżone trzeba wziąć sumę.
C będzie wprost pojemnością kondensatora sprzęgającego Cg.

(niech ktoś mnie sprawdzi dla pewności )

[tszczesn]

Czy moge z niego korzystac liczac czestotliwosci graniczne stopnia? Co bedzie stanowic R a co C?

Jak najbardziej możesz z niego korzystać. Dla górnej częstotliwości granicznej:
R będzie rezystancją wyjściową pierwszego stopnia, o ile jest ona dużo mniejsza od Rwe następnego. Jeżeli będą zbliżone, to trzeba wziąć ich równoległe połączenie.
C będzie równoległym połączeniem (czyli sumą) pojemności wejściowej drugiego stopnia, czyli Cgk + Cga*K(efekt Millera) oraz pojemności wyjściowej pierwszego stopnia Cak, która zazwyczaj jest na tyle mała, że można ją zaniedbać.

Jednak nie jest to wskazane. Te parametry lamp się różnią dość znacznie pomiędzy poszczególnymi egzemplarzami, do tego dochodzą bliżej nieokreślone pojemności montażu, co czyni wynik całości mocno nieprzewidywalnym. Znacznie lepiej jest zapewnić takie wartości elementów w układzie, aby pasmo stopnia było znacznie większe od wymaganego a potrzebne ograniczenie pasma zrobić jawnym filtrem z 'prawdziwych' elementów RC.

[Jasiu]

Rozumiem, ze to "w sam raz" odnosi sie do tego, jak chcemy ksztaltowac charakterystyke danego stopnia? Czyli stopien wzmocnienia oraz pasmo przenoszenia? Czy sa zatem jakies zasady "na dzien dobry" by prawidlowo zaprojektowac stopien oporowy tak by zachowac jak najwieksza opronosc wejsciowa a jak najmniejsza opornosc wyjsciowa? Z jakich ksiazek ewentualnie moglbym skorzystac?

Taką zasadę "na dzień dobry" jak napisał Piotr możesz przyjąć jedynie dla najprostszych wzmacniaczy niezbyt małych sygnałów napięciowych małej częstotliwości. W ogólności jest ona po prostu nieprawdziwa. Myślę, że interesuje Cię głównie audio, więc polecę książkę Cykina "Wzmacniacze elektroniczne", jest bezkonkurencyjna. Nie pomyl się: starsza "Wzmacniacze sygnałów elektrycznych" tego samego autora jest IMO gorsza.

Chetnie poznalbym obie Choc z liczeniem moze byc problem, jesli wzory i matematyka oparte sa o liczby zespolone, o ktorych wiem jedynie tyle, ze i = sqrt(-1)

Liczby zespolone nie są takie straszne, a w prostych rachunkach doskonale można się bez nich obyć.
Mierzysz prosto z definicji. Rwy: mierzysz napięcie sygnału pod znanym obciążeniem, zmieniasz obciążenie, mierzysz napięcie, liczysz prądy i podstawiasz do wzoru. Rwe podobnie. Pokombinujesz? Przy amatorskiej działalności audio raczej nie ma potrzeby takich pomiarów - wyjątkiem może być pomiar oporu wyjściowego wzmacniacza mocy.

Liczysz też prosto. Stosuje się tu proste układy zastępcze elementów aktywnych (lampy czy tranzystora), które składają się ze sterowanych źródeł (prądu czy napięcia) i elementów biernych. Brzmi to morze strasznie, ale w praktyce wzmacniaczy małej częstotliwości często sprowadza się do tego, że opór wyjściowy stopnia WK to połączony równolegle opór wewnętrzny lampy (parametr katalogowy) i opornik anodowy. Opór wejściowy to połączony równolegle opór wejściowy (dla lamp duży, dla tranzystorów z katalogu) i wypadkowy opór oporników polaryzujących. Dla lampy ten ostatni dominuje. Jeżeli wprowadzasz sprzężenie zwrotne, to efektywne wartości zależą od rodzaju i głębokości tego sprzężenia. Szkoda czasu na analizowanie różnych możliwości - lepiej zajrzeć do jakiejś książki.

Czy moge z niego korzystac liczac czestotliwosci graniczne stopnia? Co bedzie stanowic R a co C?

Tak jak napisał Tomek, możesz oszacować jaka będzie górna częstotliwość graniczna (uwaga na efekt Millera). Do częstotliwości dolnej potrzebujesz kondensatora sprzęgającego i oporu wejściowego stopnia, najczęściej równego po prostu wartości oporu siatkowego.

Jasiu

[TooL46_2]

Witam wszystkich i serdecznie dziekuje za zainteresowanie i probe wytlumaczenia mi tych pojec

Myślę, że interesuje Cię głównie audio, więc polecę książkę Cykina "Wzmacniacze elektroniczne", jest bezkonkurencyjna.

Ksiazke ta posiadam. W takim razie (w wolnych chwilach ) bede sie w nia zaglebial. O drugiej wspomnianej tylko slyszalem. Z Cykina mam jeszcze "Transformatory..."

Liczby zespolone nie są takie straszne

Chcialbym tak kiedys powiedziec Radze sobie z roznymi calkami (moze niezbyt skomplikowanymi ) ale z liczbami zespolonymi i ich ew. zastosowaniami nigdy nie mialem do czynienia (jak wspomnialem, moje wyksztalcenie daleko odbiega od elektroniki )

Przy amatorskiej działalności audio raczej nie ma potrzeby takich pomiarów - wyjątkiem może być pomiar oporu wyjściowego wzmacniacza mocy.

W mojej amatorskiej pracowni brakuje nawet sprzetu, zeby dokonywac takich pomiarow. Choc dobrze wiedziec, bo moze kiedys w koncu "dorobie" sie oscyloskopu i generatora sygnalu

W takim razie pozwole sobie zarzucic schemat, ktory nabazgralem na podstawie ATOMICa Marvela (nie do konca moze, ale chodzi mi o dobre zrozumienie opisywanych pojec ). Punkty pracy, ktore zalozylem to: Ua = 150V, Ia = 1mA, Uzas = 250V. Napiecie polaryzujace siatke Ug = -1.2V. Lampa to ECC83 Philips (taka sciagnalem karte ze strony Franka). Karta podaje dla tej lampy, przy Ua = 100V -> Ri = 80k, dla Ua = 250V -> Ri = 62.5k, dla mojej aplikacji (tak na "piechote") przyjalem Ri ca. 74k (tutaj pytanie -- jak wyznaczyc z charakterystyk Ri? ). Idac zatem za Waszymi radami opornosc wyjsciowa stopnia pierwszego jak i drugiego to 174k.

Z oporem wejsciowym natomiast mam problem... Z tego co zrozumialem z informacji, ktore napisal Piotr, to opor wejsciowy pierwszego stopnia wynosi 1M a drugiego 330k, czy tak (wartosc, odpowiednio, R8 i R4)? Gdyz obawiam sie, ze nie rozumiem zdania Jasia

Opór wejściowy to połączony równolegle opór wejściowy (dla lamp duży, dla tranzystorów z katalogu) i wypadkowy opór oporników polaryzujących.

Czy przez opor wejsciowy dla stopnia pierwszego rozumiesz rownolegle polaczenie R1 z mojego schematu z R8? Przepraszam, ze tak mieszam z tym schematem, ale najprosciej mi przychodzi zrozumiec cos, co moge bezposrednio odniesc do czegos "namacalnego".

Jak najbardziej możesz z niego korzystać. Dla górnej częstotliwości granicznej:
R będzie rezystancją wyjściową pierwszego stopnia, o ile jest ona dużo mniejsza od Rwe następnego. Jeżeli będą zbliżone, to trzeba wziąć ich równoległe połączenie.
C będzie równoległym połączeniem (czyli sumą) pojemności wejściowej drugiego stopnia, czyli Cgk + Cga*K(efekt Millera) oraz pojemności wyjściowej pierwszego stopnia Cak, która zazwyczaj jest na tyle mała, że można ją zaniedbać.
Dla dolnej częstotliwości R będzie stanowić Rwe drugiego stopnia, o ile jest dużo większe od Rwy pierwszego. Jeżeli będą zbliżone trzeba wziąć sumę.
C będzie wprost pojemnością kondensatora sprzęgającego Cg.

Czyli w moim przypadku, dla stopnia pierwszego powinienem wziac opornosc przystawek w gitarze, czy tak? Dla drugiego bedzie to wspomniane 174k. Cgk, jesli dobrze czytam katalog (Cg(a) -- Grid to all except anode), to 1.6pF, Cag rowniez (o efekcie Millera bede musial doczytac), Cak to chyba Ca(g) wg tej nomenklatury z katalogu, wiec 0.33pF. Czyli suma tych pojemnosci to 3.53pF. Zatem gorna czestotliwosc graniczna dla stopnia drugiego powinna wyniesc w przyblizeniu 260kHz? fg=1/(2*pi*174000*3.52*10^-12) Z wyliczankami dla czestotliwosci dolnej wstrzymam sie do momentu potwierdzenia powyzszych "wywodow". Rozumiem teraz, ze by ograniczyc pasmo od gory w zastosowaniach gitarowych nalezy zastosowac odpowiedni filtr RC, o czym wspomnial tszczesn? Czy w takiej roli wystepuje kondensator sprzegajacy C1?

Dziekuje z gory za pomoc i cierpliwosc
Pozdrawiam,
Tomek

[Piotr]

Polecam zaznajomienie się ze schematami zastępczymi. Wtedy wszystko widać jak na dłoni i nie trzeba się uczyć na pamięć, że to szeregowo, a tamten kondensator robi to

Po pierwsze Rwy to równoległe połączenie ri i Ra, więc na pewno nie 174k.
Efekt Millera, to mnożenie pojemności przejściowej. Cga, czyli pojemność siatka-anoda (bez nawiasów) w stopniu odwracającym fazę, czyli w WK, który rozpatrujemy, pojawia się na wejściu zwielokrotniona przez wzmocnienie.
Np. jeżeli masz stopień o wzmocnieniu 50, Cga=1pF i Cgk=10pF, to Cin będzie wynosić 10+50*1=60pF.
C1 z punkty widzenia sygnału jest szeregowy. Nie zwiera sygnału do masy, lecz przepuszcza go do następnego stopnia, więc stanowi filtr górnoprzepustowy razem z R4 i ogranicza pasmo od dołu.
Trochę szyki psuje nam R3, ale w układzie audio się go nie stosuje. Jezeli by go zastosować, to sumuje się on z Rwy przy obliczaniu fg, a więc dominuje sytuację. Podobnie przy obliczaniu fd R3 zsumuje się z R4 i znów jego wartość będzie decydująca.
Proponuję do nauki narysować sobie schemat bez R1 i R3, za to z kondensatorami bocznikującymi R5 i R6.

[TooL46_2]

Po pierwsze Rwy to równoległe połączenie ri i Ra, więc na pewno nie 174k.

Ale wtopa Oczywiscie powinno byc ca. 43k...

Dziekuje za odpowiedz. Musze sie zatem przypatrzec ukladom rownowaznym. W Cykinie znalazlem na 126 stronie wiec bede studiowal. Jesli chodzi o przerysowanie schematu to bedzie musialo poczekac do jutra, bo u mnie dochodzi pomalu 22 a jutro do pracy...

Pozdrawiam i dzieki za okazana pomoc!
Tomek

EDIT: uklad rownowazny rzeczywiscie duzo rozjasnia