القوة المقدرة والحدالجهد االكهربى

تشير الطاقة المقدرة إلى أعلى قوة يمكن أن يحملها المقاوم.

تتبدد في ظل ظروف محددة خلال فترة الخدمة المضمونة (وقت التشغيل) مع الحفاظ على المعلمات ضمن الحدود المقررة.

يتم تحديد الطاقة المقدرة عن طريق الحساب، بناءً على المواد والتصميم المحدد، ويتم تأكيدها من خلال اختبارات طويلة المدى عند قيم مختلفة لدرجة الحرارة المحيطة والحمل الكهربائي.

يجب ألا يتجاوز جهد التشغيل الذي يمكن أن يعمل به المقاوم القيمة المحسوبة على أساسها القوة المصنفةوالمقاومة الاسمية وفقا للصيغة . ومع ذلك، عند اختيار المقاومات ذات المقاومة الاسمية الكبيرة (مئات الكيلو أوم، القليل من الميجا أوم)، يمكن أن يصل هذا الجهد إلى قيم كبيرة وفي بعض الحالات يؤدي إلى الانهيار. لذلك، لكل نوع من المقاوم، مع الأخذ في الاعتبار تصميمه وأبعاده وضمان الأداء على المدى الطويل، يتم إنشاء الحد الأقصى لجهد التشغيل Ulim. يقتصر بشكل أساسي على العمليات الحرارية في العنصر الموصل والقوة الكهربائية للمقاوم.

المقاومة الاسمية وقبول

المقاومة الاسمية هي مقاومة كهربائية، قيمتها مبينة على المقاوم أو مبينة في الوثائق التنظيمية وهي نقطة البداية لقياس الانحرافات عن هذه القيمة. يتم تحديد نطاق المقاومة الاسمية للمقاومات: ثابت من كسور الأوم إلى وحدات تيرا أوم؛ سلك متغير من 0.47 أوم إلى 1 ميجا أوم؛ المتغيرات غير السلكية من 1 أوم إلى 10 ميجا أوم، وفي الحالات المبررة فنياً، يُسمح بالانحرافات عن الحدود المحددة. للمقاومات الدائمة، يتم تثبيت ستة صفوف: E6؛ E12؛ E24؛ إي 48؛ E96؛ E192، وبالنسبة للمقاومات المتغيرة، يتم تثبيت سلسلة E6. بالإضافة إلى ذلك، يسمح باستخدام عدد من EZ. يشير الرقم الموجود بعد الحرف E إلى عدد القيم الاسمية في كل فاصل عشري (الجدول 11.1.3.) على سبيل المثال، وفقًا لسلسلة E6، يجب أن تتوافق المقاومات الاسمية في كل عقد مع الأرقام 1؛ 1.5؛ 2.2؛ 3.3؛ 6,8 أو الأرقام التي يتم الحصول عليها عن طريق ضرب هذه الأرقام أو قسمتها على 10"، حيث n عدد صحيح موجب أو سالب.

للمقاومات الدقيقة وفائقة الدقة بتفاوتات +0.01؛ ±0.005; +0.002; يتم تعيين المقاومة الاسمية ±0.001% من السلسلة التي تم الحصول عليها عن طريق ضرب الأرقام 1، 2، 3، 4، 5، 8، 9 × 10"، حيث n عدد صحيح موجب من 1 إلى 6.

قد تختلف القيم الفعلية لمقاومات المقاومات عن القيم الاسمية بسبب أخطاء التصنيع. ويسمى الفرق بين المقاومة الاسمية والفعلية، معبرا عنه كنسبة مئوية من المقاومة الاسمية، بالانحراف المسموح به عن المقاومة الاسمية، أو التسامح باختصار. تم إنشاء عدد من التفاوتات: +0.001؛ ±0.002; ±0.005; ±0.01; ± 0.02؛ ±0.05؛ ±0.1; ±0.2; ±0.5;±1; ±2; +5؛ +10؛ ±20؛ ±30%

تتميز المقاومات المتغيرة، بالإضافة إلى المقاومة الاسمية، بالمعلمات التالية:

المقاومة الكلية - المقاومة الكهربائية المقاسة بين الأطراف القصوى لعنصر مقاوم، وتتزامن مع الاسمية؛

ضبط المقاومة - المقاومة الكهربائية المقاسة بين أحد أطراف العنصر المقاوم وطرف الاتصال المتحرك؛

الحد الأدنى من المقاومة - المقاومة الكهربائية المقاسة بين طرف الاتصال المتحرك وأي منها؛ إخراج العنصر المقاوم في موضع العمود عند الحصول على أقل مقاومة؛

مقاومة الصنبور الإضافية - المقاومة الكهربائية بين الطرف الخارجي للعنصر المقاوم وطرف الصنبور الإضافي؛

مقاومة الانتقال (مقاومة الاتصال) - المقاومة الكهربائيةبين العنصر المقاوم والاتصال المتحرك؛

بالنسبة للمقاومات ذات المفتاح، تم تقديم مفهوم "مقاومة الاتصال بالتبديل" - المقاومة الكهربائية لزوج اتصال مغلق، يتكون من مقاومة أجزاء الاتصال ومقاومة انتقال جهة الاتصال؛

القفزة الأولية - تغيير حاد في المقاومة عند تحريك النظام المتحرك من نقطة التوقف (وللمقاومات ذات المفتاح من وضع "التشغيل") حتى بداية التغيير السلس في المقاومة؛

مقاومة العزل - المقاومة الكهربائية بين الأجزاء الحية والجسم،

عدم توازن المقاومة للمقاوم المتغير متعدد العناصرهي نسبة جهد الخرج المسحوب من مقاومة واحدة لالجهد المقابل المأخوذ من مقاوم آخر عندما يتحرك نظامهم المتحرك ونفس جهد الإمداد عند أطراف العنصر المقاوم. سبب الخلل هو التشتت التكنولوجي للأقسام. يتم قياس عدم التوازن بالديسيبل. بالنسبة للمقاومات للأغراض العامة ذات الخصائص الخطية، يُسمح بوجود خلل يصل إلى 3 ديسيبل، للمقاومات ذات الخصائص غير الخطية - حتى 6 ديسيبل.

ارتداء المقاومة- قدرة المقاوم على الحفاظ على معلماته أثناء الحركات المتكررة للنظام المتحرك. عندما يدور النظام المتحرك، يتآكل الاتصال المتحرك والطبقة المقاومة. لتقليل التآكل، يجب تقليل ضغط التلامس، لكن هذا سيزيد من الضوضاء الدورانية.

درجة حرارةمعامل السحب

معامل درجة الحرارة للمقاومة (TCR) هو القيمة التي تميز التغير النسبي في المقاومة لكل درجة كلفن أو مئوية. يتميز TKS بتغيير عكسي في مقاومة عنصر مقاوم بسبب التغير في درجة الحرارة بيئةأو التغيرات في الحمل الكهربائي. كلما انخفض TCR، كان استقرار درجة الحرارة أفضل للمقاوم.

في الممارسة العملية، يستخدمون القيمة المتوسطة لمعامل درجة حرارة المقاومة، والذي يتم تحديده في النطاق درجات حرارة التشغيل. تراوحت قيم TCR للمقاومات الدقيقة من الوحدات إلى 100-10~61/درجة مئوية، وللمقاومات للأغراض العامة - من عشرات إلى +2000-10~°1/درجة مئوية.

" الخصائص الوظيفية للمقاومات المتغيرة.

تحدد الخاصية الوظيفية اعتماد مقاومة المقاوم المتغير أو الجهد على موضع جهة الاتصال المتحركة. وفقًا لطبيعة الاعتماد الوظيفي، تنقسم المقاومات المتغيرة إلى أنواع خطية من النوع A وغير خطية من النوع B وB وI وE وما إلى ذلك (الشكل 11.1.2). التبعيات الأكثر شيوعًا هي اللوغاريتمي (B) واللوغاريتمي العكسي (C). المقاومات مع مثل هذه التبعيات

تمت تسميتها على اسم oegulioovka gtyumkost وtem-

تستخدم لضبط مستوى الصوت وجرسه، وسطوع المؤشرات، وما إلى ذلك. هناك مقاومات ذات خصائص من النوع I أو E، وكذلك مع تبعيات الجيب وجيب التمام المستخدمة في الأتمتة وأجهزة الكمبيوتر.

يتم تحديد الانحرافات عن منحنى معين بواسطة التفاوتات (الحدود). بالنسبة للمقاومات المتغيرة للأغراض العامة، يتم تعيين هذه الحدود في حدود 2-20%، وللمقاومات الدقيقة - في حدود 0.05-1%. قد يكون للانحراف عن الاعتماد الوظيفي طبيعة مفاجئة، ونتيجة لذلك يتم انتهاك سلاسة التنظيم. قد تكون أسباب هذه الانحرافات عدم التجانس وعيوب العنصر الموصل والاتصال المتحرك، فضلا عن وجود قفزة أولية والحد الأدنى من المقاومة.

مبادئ توجيهية للاختيار والاستخدام الصحيح للمقاومات

يتم تحديد موثوقية المقاومات إلى حد كبير من خلال الاختيار الصحيح لنوع المقاوم المطلوب عند تصميم المعدات واستخدامها في أوضاع لا تتجاوز الأوضاع المسموح بها. لاختيار المقاومات بشكل صحيح، من الضروري، بناءً على متطلبات المعدات، تحليل ظروف التشغيل لكل مقاوم وتحديد:

العوامل التشغيلية (نطاق درجة حرارة التشغيل، الرطوبة المحيطة النسبية، الضغط الجوي، الأحمال الميكانيكية، وما إلى ذلك)؛

قيم المعلمات والتغيرات المسموح بها أثناء التشغيل (المقاومة الاسمية، والتسامح، ومقاومة العزل، والضوضاء، ونوع الخصائص الوظيفية للمقاومات المتغيرة، TKS، وما إلى ذلك)؛

الأوضاع المسموح بها وأحمال التشغيل الكهربائية (الطاقة، الجهد، التردد، معلمات وضع النبض، وما إلى ذلك)؛

مؤشرات الموثوقية والمتانة والتخزين.

تصميم المقاوم وطريقة التثبيت والأبعاد الإجمالية والوزن.

من أجل زيادة موثوقية ومتانة المقاومات، في جميع الحالات الممكنة، يجب استخدامها تحت أحمال أقل شدة وفي أوضاع أخف مقارنة بالأوضاع المسموح بها.

تعليمات التثبيت والتثبيت.يجب أن توفر الطرق المستخدمة لتركيب وتثبيت المقاومات القوة الميكانيكية اللازمة والاتصال الكهربائي الموثوق واستبعاد ظواهر الرنين أثناء التعرض لأحمال الاهتزاز. اعتمادًا على التصميم وظروف التشغيل، يمكن تركيب المقاومات على رفوف التثبيت والألواح والألواح والهيكل والكتل باستخدام البراغي والمسامير والمشابك والأقواس والحوامل، وكذلك عن طريق لصق المحطات الطرفية وملؤها ولحامها. تظهر أمثلة التثبيت في الشكل. 11.1.3. و11.1.4. يجب أن يوفر الغراء والمركبات المستخدمة في اللصق والصب موصلية حرارية جيدة والتصاق وغير سامة للطلاءات المقاومة. يجب ألا تؤدي أجهزة التثبيت إلى إتلاف الغلاف والطلاءات الواقية للمقاومات. يجب ألا تضعف أجهزة التثبيت ظروف تبديد الحرارة.

عادة ما يتم الاتصال بأطراف المقاوم مع العناصر الأخرى عن طريق اللحام. يجب أن يتم اللحام باستخدام تدفقات خالية من الأحماض، ويجب ألا يكون هناك ارتفاع درجة حرارة خطير للعقد الطرفية للمقاوم. يُسمح بلحام الخيوط على مسافات من السكن تكون أصغر من تلك المحددة في الوثائق التنظيمية، عند تحديدها

قم بحماية مجموعة التلامس من الحرارة الزائدة والتلف باستخدام المشتتات الحرارية، بالإضافة إلى ثني الأسلاك وأسلاك الأشياء بأسمائها الحقيقية لمرة واحدة، بشرط أن تكون مجموعة التلامس محمية من التلف في وقت الثني. يجب أن يكون نصف قطر انحناء الخيوط على الأقل قطرًا ونصفًا من سلك السلك أو سمكًا ونصفًا من سلك الشريط. لا يجوز استخدام أطراف الأشياء بأسمائها الحقيقية للمقاومات لحام أجزاء أخرى بها.

من أجل زيادة كثافة تركيب المعدات، يُسمح بالتركيب الرأسي للمقاومات صغيرة الحجم على لوحات الدوائر المطبوعة (الشكل 11.1.6). عندما يتم تثبيت المقاومات بإحكام، يتدهور نقل الحرارة، لذلك يجب توخي الحذر اهتمام كبير الاختيار الصحيحالأوضاع الكهربائية وإزالة الحرارة من المقاومات. للقيام بذلك، من الضروري ضمان الاتصال الحراري الموثوق به للمقاومات التي تحتوي على غلاف معدني أو غلاف مع لوحة الدائرة، اللوحة، الهيكل؛ وضع المقاومات بعيدًا عن العناصر الأخرى المولدة للوقود؛ وضع مقاومات عالية الطاقة بالقرب من محيط العقدة أو الكتلة؛ استخدام التبريد القسري. الحمل الكهربائيللتثبيت الضيق، يوصى بتعيين ما لا يزيد عن 0.7 من القيمة الاسمية.

الحماية من الأحمال الميكانيكية. يتم تحقيق الحد الأقصى للحمل على المقاوم عند الرنين، عندما يكون تردد الاهتزاز مساوياً للتردد الطبيعي.

إذا كان من المستحيل تجنب ظاهرة الرنين عن طريق تغيير طول الخيوط، فيجب استخدام طرق تثبيت إضافية (حاملات ميكانيكية، الإلتصاق، صب). في هذه الحالة، يجب حماية العناصر المقاومة المكشوفة مسبقًا. قبل ملء المقاومات ذات السلسلة الفرعية المتغيرة، يجب ضبط المقاومة المطلوبة ويجب اتخاذ التدابير اللازمة لمنع مواد التعبئة من الوصول إلى مسار التلامس للعنصر المقاوم.

إذا كانت حماية المقاومات من الرطوبة غير كافية، استخدمها حماية إضافيةكجزء من المعدات: كتل الختم أو جميع المعدات، وملء الكتل بمركبات مقاومة للرطوبة، وتقليل الرطوبة النسبية في الغرف التي توجد بها المعدات وتعمل.

تعليمات استخدام المقاومات عند الضغط الجوي المرتفع والمنخفض الضغط الجوي. زيادة ضغط الهواء (حتى 3 ATM) لا يؤثر على أداء المقاومات. عند انخفاض الضغط الجوي بسبب انخفاض القوة الكهربائية للهواء، فمن الضروري

تقليل جهد التشغيل على المقاومات، ومنع قرب الأجزاء الحاملة للتيار من هيكل المعدات وتشكيل حبات لحام مدببة أثناء التثبيت، خاصة بالنسبة للمقاومات ذات الجهد العالي.

من أجل تجنب ارتفاع درجة الحرارة بسبب تدهور تبديد الحرارة في ظل ظروف الضغط الجوي المنخفض، بالنسبة للمقاومات ذات قدرات تبديد محددة عالية، من الضروري تقليل الحمل الكهربائي إلى القيم المحددة في الوثائق التنظيمية.

المقاومات مقاومة متغيرةأو، كما يطلق عليها غالبًا، تستخدم المقاومات المتغيرة لتنظيم التيار والجهد الدوائر الكهربائية. وفقا لتصميمها، فإن المقاومات المتغيرة هي: مفردة، مزدوجة، وما إلى ذلك؛ دورة واحدة ومتعددة المنعطفات؛ مع وبدون التبديل.

وفقا للغرض منها، يتم تقسيم المقاومات المتغيرة إلى مقاومات ضبط مخصصة لضبط المعدات لمرة واحدة أو دورية، ومقاومات ضبط تستخدم للتعديلات المتكررة أثناء التشغيل. عادة ما يقع المحور المتحرك لمقاومات التشذيب أسفل الفتحة.

بناءً على مادة العنصر المقاوم، يتم التمييز بين المقاومات المتغيرة السلكية وغير السلكية. وينقسم الأخير بدوره إلى مركب وسيرميت.

تأتي المقاومات المتغيرة غير السلكية مع عنصر مقاوم من الأنواع السطحية والحجمية.

يتم تصنيع المقاومات المتغيرة بمقاومات اسمية تتوافق مع سلسلة E6. القيم الأكثر تفضيلاً هي 1؛ 2.2 و 4.7 من هذا الصف. تم ضبط التفاوتات المسموح بها للمقاومات المتغيرة غير السلكية على ±10، ±20، ±30%، وللمقاومات السلكية أيضًا ±5%. يظهر تصميم المقاوم المتغير غير السلكي في الشكل. 7.

أرز. 7. تصميم المقاوم المتغير غير السلكي: 1- عنصر مقاوم. 2-برشام؛ 3، 11، 12 بتلات؛ 4-قاعدة بلاستيكية؛ جامع 5 الحالي. فرشاة ذات 6 دبابيس؛ 7- حامل فرشاة؛ 8 محاور؛ 9 جلبة. 10- غطاء معدني .

المعلمات الأساسية للمقاومات

بالإضافة إلى المعلمات الرئيسية المتأصلة في مقاومات المقاومة الثابتة، يمكن أيضًا تمييز المقاومات المتغيرة ببعضها البعض، على سبيل المثال، المقاومة الإجمالية، والمقاومة الدنيا، والقفز الأولي في المقاومة، ومقاومة التآكل، وضوضاء الاتصال الإضافية، وشكل الخاصية الوظيفية .

معاوقةالمقاوم المتغير هو المقاومة بين أطراف جهات الاتصال الثابتة (11) والمتحركة (12) عند أقصى زاوية دوران α m للنظام المتحرك. المقاومة الأولية أو الدنيا R min هي المقاومة بين نفس المحطات عند الموضع الأولي للنظام المتحرك عند (α = 0).

قفزة المقاومة الأولية– هذه هي القيمة الدنيا التي يبدأ منها التغيير السلس في مقاومة المقاوم عندما يتحرك الاتصال المتحرك على طول العنصر المقاوم.

تكون الزيادة الأولية عادة 1-2% من الممانعة للمقاومات اللوغاريتمية و5-10% للمقاومات الخطية.

تتميز مقاومة التآكليتم تقييم قدرة المقاوم على الحفاظ على معلماته أثناء الدورات المتكررة للنظام المتحرك من خلال عدد دورات حركة النظام المتحرك خلال فترة خدمته مع الحفاظ على المعلمات ضمن المعايير المحددة. عادة لا تتجاوز مقاومة التآكل لمقاومات القطع 1000 دورة، للمقاومات المنظمة للأغراض العامة - 0.5∙10 4 - 2∙10 4 دورات، للمقاومات المخصصة لأنظمة التتبع - 10 5 - 10 7 دورات.

ضجيج اتصال إضافيتنشأ بين العنصر المقاوم والاتصال المتحرك أثناء دوران النظام المتحرك (ضوضاء الدوران) وعندما يكون الأخير في وضع ثابت. مستوى ضجيج الدوران يتجاوز بشكل كبير مستوى الضوضاء الحرارية والتيار للمقاوم.

السمة الوظيفية لتغيير المقاومة، أي. يعتمد اعتماد التغير في المقاومة R بين أطراف التلامس الثابتة والمتحركة للمقاوم على زاوية α لدوران النظام المتحرك على طريقة تصنيع العنصر المقاوم. في أغلب الأحيان، يتم استخدام المقاومات ذات الخصائص الوظيفية الخطية (المجموعة أ)، واللوغاريتمية العكسية (المجموعة ب) واللوغاريتمية (المجموعة ج) (الشكل 8).

أرز. 8. الخصائص الوظيفية للمقاومات المتغيرة: 1 – خطية. 2 - لوغاريتمي. 3 - اللوغاريتمي العكسي. 4- على شكل حرف S

وهناك مقاومات ذات خصائص وظيفية من أنواع أخرى،

على سبيل المثال، تستخدم محركات الأجهزة المختلفة مقاومات ذات الجيب وجيب التمام وخصائص أخرى.

تعتمد المقاومة النسبية لمقاومات المجموعة A خطيًا على زاوية الدوران النسبية للنظام المتحرك R=R min +ψR m، حيث ψ= α/α m هي الإزاحة النسبية لجهة الاتصال المتحركة؛ R min - المقاومة الأولية للمقاوم؛ R m هي مقاومتها الكلية.

بالنسبة لمقاومات المجموعة B، فإن لوغاريتم التغير النسبي في المقاومة يتناسب مع الإزاحة النسبية لجهة الاتصال المتحركة ψ:

باستخدام مثل هذا المقاوم في مكبر الصوت كعنصر تحكم في مستوى الصوت، من الممكن ضمان تغيير في مستوى الصوت (بالديسيبل) عند خرج مكبر الصوت، بما يتناسب مع زاوية دوران عنصر التحكم.

خاصية الدالة اللوغاريتمية العكسية(المنحنى 3 في الشكل 8) هو المنحنى 2 الذي يتم تدويره بمقدار 180 درجة في مستوى الشكل، ويتميز بتغيير أكثر سلاسة في المقاومة عند زوايا دوران كبيرة. تُستخدم عادةً المقاومات ذات الخصائص الوظيفية اللوغاريتمية العكسية في التحكم في النغمات لأجهزة الاستقبال والتضخيم.

على عكس المقاومات الثابتة، التي ناقشت معلماتها لفترة وجيزة في مقال عن الكود والترميز اللوني، فإن مقاييس الجهد لها معلمة أخرى مهمة جدًا، والتي غالبًا ما تربك العديد من المبتدئين في مجال الأعمال اليدوية، إن لم تكن مذهولة. هذا هو منحنى المقاومة اعتمادًا على زاوية الدوران (أو مقدار الحركة الخطية) لمخرج شريط التمرير. في الأدبيات، غالبًا ما تسمى هذه المعلمة بشكل مختلف - منحنى مقاوم, نوع من الاعتماد المقاوم، أو "نوع الاعتماد الوظيفي".

عادةً ما تتم الإشارة إلى هذه المعلمة مباشرةً فقط للمقاومات المتغيرة (مقاييس الجهد) المخصصة لضبط خصائص معينة بسرعة لأجهزة الصوت وأجهزة معالجة الصوت. في أغلب الأحيان، تحتوي مقاييس الجهد هذه على منحنى مقاوم لوغاريتمي أو عكسي.

مقاومة القطع (مقاييس الجهد، أدوات التشذيب)، كقاعدة عامة، ليست موحدة بواسطة هذه المعلمة، لأنها تحتوي على الاعتماد المقاوم الخطي.

ما هو "منحنى الاعتماد المقاوم" (RDC)، وكيف يؤثر (وما إذا كان يؤثر على الإطلاق) على تشغيل مقياس الجهد، وما هو مخفي وراء الحروف التي تشير إلى نوع أو آخر من RDC، وهل من الممكن تعديله RDC لمقياس الجهد الموجود في المنزل (عادةً بخاصية خطية) في نوع مختلف من CRZ؟

ولكن قبل الإجابة على هذه الأسئلة، اسمحوا لي أن أذكرك أن أنظمة حماية ماس كهربائى غير الخطية تستخدم عادة في تكنولوجيا الصوت، وسأخبرك بما يرتبط به.

منذ ما يقرب من مائة عام، في فجر الأول الأجهزة الإلكترونيةتضخيم الصوت، وقد حدد علماء الصوتيات النفسية اعتماد حساسية الأذن البشرية على تردد الاهتزازات الصوتية في الهواء (الأصوات العادية)، وضغط الصوت (مستوى الصوت). اتضح أن الشخص يسمع نطاقًا ضيقًا إلى حد ما من الاهتزازات الصوتية، من حوالي 20 إلى 16000 هرتز. ش أناس مختلفونقد تكون هذه الفترة مختلفة، بالإضافة إلى ذلك، مع التقدم في السن، يضيق نطاق الترددات المسموعة، خاصة في منطقة التردد العالي. وفي الوقت نفسه، يقوم الشخص بتقييم التغييرات في مستوى الصوت بشكل مختلف ليس فقط عندما يتغير تردد الصوت، ولكن أيضًا عندما يتغير مستوى الصوت نفسه! ببساطة، فإن التغيير في سعة الصوت الهادئ، على سبيل المثال مرتين، ينظر إليه من قبل شخص مختلف تماما عما إذا كان سعة الصوت العالي من نفس التردد يتغير مرتين. ويكون لدى الشخص رد فعل مختلف تمامًا تجاه التغييرات المماثلة في حجم الأصوات ذات الترددات المختلفة.

في الوقت نفسه، تم إنشاء عائلات منحنيات حساسية الأذن البشرية - رسوم بيانية متوسطة لاعتماد هذه الحساسية على ترددات مختلفة من الاهتزازات الصوتية المسموعة. ويبين الشكل 1 هذه الرسوم البيانية، التي تسمى منحنيات حجم متساوي، والتي تم اعتمادها كمعيار دولي.

أرز. 1- منحنيات جهارة الصوت متساوية

في الهندسة، يتم قياس مستوى الصوت بالديسيبل (ديسيبل)، وفي علم الصوت النفسي

عادة ما يتم التعبير عن تطبيع المستوى عند تردد 1 كيلو هرتز في الهواتف. يوضح الرسم البياني المنحنيات التي تقع عليها مستويات جهارة الصوت القياسية، معبرًا عنها بالفونات.

تعتبر خلفية مستوى الصوت 4، والمنحنى المقابل لارتفاع الصوت المتساوي (كما هو موضح في الشكل بخط منقط)، عتبة السمعحيث تكون الأذن البشرية غير قادرة على الاستجابة للتأثيرات الصوتية الخارجية. تعتبر خلفية المستوى 120 عتبة الألموعند ضغط صوتي يزيد عن 130-140 ديسيبل، التدمير الجسدي للأذن(تمزق طبلة الأذن).

من الرسوم البيانية أعلاه يمكن ملاحظة أن أقصى حساسية للأذن تحدث في نطاق التردد المتوسط ​​- ما يقرب من ثلاثة إلى أربعة كيلو هرتز. يحدث الحد الأدنى من حساسية الأذن عند الترددات المنخفضة، ويحدث انخفاض في الحساسية أيضًا في الجزء العلوي من نطاق الترددات المسموعة، على الرغم من أن طبيعة التغير في الحساسية هناك أكثر تعقيدًا ولها سلوك غير خطي وشبيه بالموجة أكبر بكثير .

من الواضح أن نطاق حساسية الأذنالحد الأقصى في المدى المتوسط ​​من الترددات المسموعة، حيث يصل ويتجاوز أحياناً 120 ديسيبل. ويتوافق هذا مع نسبة 1:1,000,000 من مستويات جهارة الصوت من أهدأ صوت مسموع إلى أعلى صوت. وفي الجزء منخفض التردد من الرسم البياني، يكون النطاق الديناميكي لإمكانية السمع ضئيلًا، وهنا بالكاد يصل إلى 60 ديسيبل (نسبة مستوى الصوت 1:1000).

في مكبرات الصوت AF الأولى ( تردد الصوت) تم استخدام مقاييس الجهد السلكية الخطية التقليدية للتحكم في مستوى الصوت. يشير مصطلح "الخطي" هنا إلى تصميم الجهاز، وليس إليه الخصائص الكهربائية. مثل هذا الجهد (المقاومة المتغيرة بثلاثة أطراف) هو الأخ الأصغر لمتغير السلك - وهي مقاومة متغيرة ذات طرفين، أحدهما يتحرك على طول قضيب العازل الذي يتم لف السلك الموصل عليه كهربائيًا، وبالتالي تغيير المقاومة الكهربائية لهذا شبكة ذات طرفين، أو التيار في الدائرة حيث تم تثبيت المتغير المتغير. تعتمد المقاومة القصوى للمقاومة المتغيرة على مقاومة المادة التي صنع منها السلك والطول الإجمالي للسلك الملفوف حول القضيب.

كان المقصود في الأصل استخدام مقياس الجهد مقسم الجهد المقاوم، حيث يمكن للمرء تغيير الجهد يدويًا بين أحد الأطراف الطرفية والمتحركة للجهاز. تظهر دوائر الاتصال الخاصة بالمقاومة المتغيرة ومقياس الجهد في الشكل 2.

أرز. 6. تعديل الجهد مع تعديل خاصية وظيفية

من الواضح أنه في الموضع السفلي لجهة الاتصال المنزلقة، سيتم "تقصير" المقاوم R2 ولن يؤثر على المقاومة الإجمالية لدائرة VA، والتي ستبقى في هذه الحالة مساوية لـ R1. ولكن في الموضع العلوي لجهة الاتصال المنزلقة، ستنخفض مقاومة دائرة VA بسبب اتصال موازية R1 و R2 وفي حالتنا سيكونان مساويين لـ: (R1*R2)/(R1+R2) = 0.5R. سوف تصبح مقاومة دائرة CA هي نفسها أيضًا.

كيف ستتغير مقاومة الدوائر VA وCA عندما يتحرك الاتصال المنزلق؟ وهل ستظل الخاصية الوظيفية لمقياس الجهد هذا خطية؟ أسهل طريقة للإجابة على هذه الأسئلة هي إنشاء رسوم بيانية في جدول بيانات Excel. لكن أولاً، دعونا نغير تسميات المقاومة قليلاً.

فيما يلي، سأستخدم الحرف R للإشارة إلى المقاومة الإجمالية لدائرة VA عند أي موضع من جهة الاتصال المنزلقة. بالحرف الصغير r سأشير إلى مقاومة مقياس جهد واحد، بالحرف r' سأشير إلى مقاومة "القطعة" السفلية لمقياس جهد واحد، بالحرف r1 سأشير إلى مقاومة أ مقاوم ثابت، وبالحرفين dr سأشير إلى مقاومة القسم CA، الذي يتكون من "القطعة" السفلية من مقياس الجهد ومقاوم ثابت متصل بالتوازي مع هذه "القطعة".

مع الأخذ في الاعتبار أننا لا نهتم كثيرًا بطبيعة التغير في مقاومة أي قسم من الدائرة، بل بمعامل القسمة لمقسم المقاومة المعدل (مقياس الجهد المركب)، فسوف نحسب هذه المعلمة المحددة، ونشير إليها على أنها كر. بعد ذلك، لرسم الرسوم البيانية للتبعية المقاومة في جدول بيانات، يمكنك استخدام الصيغ التالية:

ر (في الحالة العامة) = ص -ص'+د = ص -ص'+(ص'*ص1)/(ص'+ص1).

Kr = R/ د = R/(ص'*r1)/(ص'+r1).

الآن، بعد "تركيب" هذه الصيغ على زاوية دوران التلامس المنزلق لمقياس الجهد، سنقوم ببناء الرسوم البيانية التي تهمنا. لعرض الرسوم البيانية، قم بتنزيل الملف المؤرشف.

افتراضيًا، يحدد الجدول دائمًا مقاومة مقياس الجهد الأصلي - وهو يساوي 100 كيلو أوم. المقاومة الافتراضية للمقاوم الثابت هي 15 كيلو أوم. مع نسبة المقاومة هذه، فإن منحنى التعديل النهائي يحاكي بدقة الاعتماد الوظيفي اللوغاريتمي العكسي. ولكن إذا كنت ترغب في ذلك، يمكنك تعيين قيمة مختلفة لمقاومة المقاوم الإضافي، وبالتالي تغيير شكل المنحنى النهائي.

يتم حساب معامل القسمة للجهد عبر مقياس الجهد المعدل، والذي يساوي عددياً قيمة مقاومة مقياس الجهد الأصلي. ويتم ذلك من أجل الحصول على شبكات ثابتة من الرسوم البيانية، وليس له أهمية أساسية لنمذجة التبعيات المقاومة. لإدخال أو تغيير قيم المقاوم الإضافي، استخدم الحقل المميز أصفر. تعرض الحقول الخضراء الفاتحة القيم المحسوبة النهائية. الرسوم البيانية للمنحنى الأحمر تصور منحنى التعديل، ويظهر المنحنى الأزرق اعتماد التغيير في مقاومة قسم VA على زاوية دوران جهة الاتصال المنزلقة.

حقول الصيغة في الجدول غير متاحة للتعديل، ولكن يمكن لأي شخص الحصول على ملف الجدول الأصلي غير المؤمن مني، أو تكراره بنفسه باستخدام الصيغ المذكورة أعلاه.

وبطبيعة الحال، فإن الطريقة المقترحة لمحاكاة اللاخطية ليست صحيحة رياضيا. ولكن في الغالبية العظمى من الحالات، تكون هذه التقنية مقبولة تمامًا، لأنها ستسمح، في حالة عدم وجود مقياس الجهد الصناعي، باختيار بديل قريب جدًا من المعلمات.

من المؤكد أن الكثير منكم سوف يرتبك من حقيقة أن المقاومة الإجمالية لمقياس الجهد الجاهز هذا ستتغير كثيرًا عند ضبطها. في الإصدار "الافتراضي"، ستختلف المقاومة R من 100 كيلو أوم (موضع التحكم "الحد الأدنى للحجم") إلى 13 كيلو أوم ("الحجم الأقصى").

هل هذا مخيف جدًا، وكيف يمكن أن يؤثر التغيير في قيمة R والخصائص غير المثالية لمقياس الجهد على تشغيل الجهاز ككل؟

بادئ ذي بدء، دعونا نتذكر الدوائر التي قد تتطلب مثل هذا الجهد. إذا اقتصرنا على احتياجات "بناء الأدوات" حصريًا، فأنا أرى ثلاثة أو أربعة خيارات رئيسية فقط لاستخدام مقاييس الجهد ذات الاعتماد اللوغاريتمي العكسي:

1) تأثير التحكم في مستوى إخراج الدواسة. في جوهره، هذا هو التحكم العادي في مستوى الصوت (VR). كما هو موضح أعلاه، يتم تحديد وظيفة المدير العام الخصائص الفسيولوجيةالأذن البشرية. ويعتقد أن مثل هذا المنظم يجب أن يكون له خاصية لوغاريتمية عكسية. لكن اللوغاريتم العكسي (مثل اللوغاريتم) ليس أكثر من دالة أسية لها معاملات "انحناء" معينة واتجاهها. إن حجم هذا الانحناء (وشكله أيضًا!) ليس من القواعد الصارمة التي لا يمكن الخروج عنها. وإذا كان اللوغاريتم العكسي الذي تمت محاكاته يختلف قليلاً عن اللوغاريتم الرياضي، فمن غير المرجح أن تلاحظه أي أذن (من الحاضرين هنا).

2) التحكم في الكسب المتوسط ​​(IG) للقناة (زيادة السرعة، التوزيع، الزغب، وما إلى ذلك). هنا لا يتم تحديد متطلبات خاصية التنظيم غير الخطية من خلال علم وظائف الأعضاء، ولكن من خلال الحركة. من حيث المبدأ، يمكنك "التقاط برغوث" على حافة نطاق التعديل، ولكن يكون الأمر أكثر ملاءمة إذا كانت هذه الحافة أوسع قليلاً. ولذلك، مرة أخرى لا توجد متطلبات صارمة لشكل منحنى التحكم.

3) التحكم في التردد في مولد LFO و/أو VCO. لا توجد علاقات مع الشخص على الإطلاق. ولكن من الأنسب تنظيم التردد باستخدام المقياس اللوغاريتمي للمنظم. وهذا يعني أنه في هذه الحالة لا فائدة من الحديث عن الامتثال الصارم للخصائص التنظيمية.

4) دوائر تشكيل الجرس. إن عدم خطية الخصائص في عناصر التحكم في النغمات، وكذلك في RG، هو نتيجة لعيوب آذاننا. لكن من غير المرجح أن يجادل أي شخص بأن كل الآذان ليست مثالية بنفس القدر! وهذا يعني أن تصحيح هذه المثاليات، بحسب إلى حد كبير، يجب أن يتم تنفيذها بطريقة شخصية. لكنني أشك في أن يقوم أي شخص بإنشاء هذا الجهاز أو ذاك حصريًا لشخص واحد. اتضح أنه مرة أخرى هناك نوع من المتوسط، وهو ما يعني الغموض أو عدم اليقين! لذا هنا أيضًا يمكنك الانحراف بشكل كبير عن "المثل الأعلى الموصوف" دون عواقب سلبية.

وبنفس الطريقة أستطيع أن أشرح جواز استخدام مقياس الجهد ذو "المقاومة الذاتية المتغيرة". للقيام بذلك، فكر مرة أخرى في الخيارات الأربعة السابقة.

1) التحكم في مستوى الصوت. دعونا نتذكر أن هذه شبكة سلبية ثلاثية الأطراف ذات مقاومة (مقاومة) للإدخال والإخراج. إن مقاومة الدخل لمجموعة مقياس الجهد لدينا تساوي مقاومة دائرة VA، وهو "المتغير" المعني. ومن المعروف أن ل عملية عاديةمرحلتين متتاليتين، يجب أن تكون مقاومة الإدخال للمرحلة اللاحقة 10 أضعاف مقاومة الخرج للمرحلة السابقة على الأقل. هذا يعني أنه إذا كانت أسوأ حالة لممانعة دخل مقياس الجهد الخاص بنا هي 13 كيلو أوم، فإن مقاومة الخرج للمرحلة السابقة يجب ألا تزيد عن 1.3 كيلو أوم. عادةً ما يكون مصدر الإشارة لـ RG وRU عبارة عن ترانزستور أو مضخم تشغيلي. حمولة جامع الشلال لكل الترانزستور ثنائي القطبيتم اختياره عادة في منطقة عدة كيلو أوم. هذا هو السبب في استخدام مقاييس الجهد بمقاومة لا تقل عن 50 كيلو أوم كحمل لمثل هذه السلسلة. وهذا يعني أن مقاومة العرق المجمع لدينا في هذا الإصدار ليست كافية، ويجب زيادتها 5 مرات على الأقل. للقيام بذلك، تحتاج فقط إلى اختيار مقياس الجهد ليس 100 كيلو أوم، ولكن 500 كيلو أوم، وإقرانه بمقاوم ليس 15، ولكن 75 كيلو أوم. في الحالة التي يكون فيها مصدر الإشارة عبارة عن مضخم تشغيلي، لا يمكنك فعل أي شيء على الإطلاق - مقاومة الإخراج opamps منخفضة جدًا، ولن تخاف منها مع حمولة تبلغ 13 كيلو أوم. الشيء الوحيد الذي عليك أن تتذكره هو قيمة السعة بين المراحل. بالنسبة لمثل هذا RG، ستحتاج إلى مكثف بسعة لا تقل عن 0.47 μF، ولكن سيتم تعويض المنظم بشكل رقيق - عندما ينخفض ​​مستوى الصوت، سيزيد المستوى تلقائيًا ترددات منخفضةفي إشارة الإخراج. أما بالنسبة لمقاومة خرج مقياس الجهد الخاص بنا، فإنها تتغير تمامًا بنفس الطريقة التي تتغير بها مقاومة مقياس الجهد الفردي - وفقًا لموضع المنظم. في حالتنا، من 0 إلى 13 كيلو أوم، وهو ما سيسمح بمطابقة أي مرحلة لاحقة معه.

2) تمت مناقشة حالة مجموعة المفاتيح الكهربائية أعلاه، ولكن هنا أود أن أقول أنه في حالة استخدام مقياس الجهد الجاهز بعد كتل النغمات السلبية، تصبح المهمة أكثر تعقيدًا إلى حد ما، لأن وعادة ما يستخدمون RGs عالية المقاومة (500 كيلو أوم - 1 ميجا أوم). لذلك ربما يكون هذا هو المكان الوحيد الذي لن يكون من السهل فيه التقاط مقياس الجهد الجاهز. ليس سهلا، ولكن لا يزال ممكنا!

3) منظمات التردد. عادة، في مثل هذه الدوائر، يتم استخدام مقياس الجهد في اتصال متغير، أي. يتم استخدام دبوسين فقط - المسامير الخارجية والمتوسطة (المنزلقة). في مثل هذه الحالات، لا توجد عمومًا أي عقبات أمام استخدام مقياس الجهد الجاهز محلي الصنع. وبما أن معظم المولدات يتم تجميعها باستخدام مضخمات التشغيل، فإن هذا يزيل القيود المفروضة على تبديل قياس الجهد.

4) في كتل النغمات هناك طريقتان لتشغيل مقاييس الجهد - المقاومة المتغيرة ومقياس الجهد. كل ما قيل أعلاه فيما يتعلق بدائرة المقاومة المتغيرة يمكن أن يعزى بالكامل إلى دوائر تشكيل الجرس. يتطلب إدراج قياس الجهد للمناقشة بيانات إدخال محددة، لذلك لن أقول أي شيء عن هذا، باستثناء شيء واحد - وهنا، إذا لزم الأمر، يمكنك العثور على إمكانية استخدام مقاييس الجهد محلية الصنع.

بالنسبة للذواقة والمتحذلقين، يمكنني تقديم خيار آخر لمقياس الجهد الجاهز، مع تغيير أصغر بكثير في المقاومة الإجمالية أثناء التعديل. لتنفيذ هذا الخيار، ستحتاج إلى مقاوم ثابت إضافي واحد، والذي يجب تشغيله كما هو موضح في الشكل. 7.

أرز. 7. مقياس الجهد المعدل مع الخصائص الوظيفية المعدلة (الخيار 2)

يحتوي ملف الأرشيف على جدول تلقائي لحساب مقياس الجهد هذا.