Υπολογισμός impedance σε τρανζιστορ.

[billys7]

Έχω την επισυναπτόμενη διάταξη. Το ΡΝΡ έχει στη βάση 5V και λειτουργεί όταν η τάση που έρχεται από την R18 περάσει τα 5,7V.
Ακολουθεί μέτρηση της τάσης στο άκρο ADC. Η R19 πάει στη γείωση. Τα μεγέθη των αντιστάσεων δεν είναι πραγματικά.
Επειδή ο μικροεπεξεργαστής θέλει maximum 10k impedance στην είσοδο του ADCV,
θα ήθελα να μάθω αν το τρανζίστορ προσθέτει impedance και πως μπορώ να την υπολογίσω.
Inputs.jpg

[Panoss]

Ελπίζω να σε βοηθήσουν:
calc-cb.png

Common-Base+Configuration.jpg

Λινκς, πρώτο και δεύτερο.

Κι ένα τρίτο., εκεί που λέει 'Common Base Gain Calculations'.

[spirakos]

Έχω την επισυναπτόμενη διάταξη. Το ΡΝΡ έχει στη βάση 5V και λειτουργεί όταν η τάση που έρχεται από την R18 περάσει τα 5,7V.
Ακολουθεί μέτρηση της τάσης στο άκρο ADC. Η R19 πάει στη γείωση. Τα μεγέθη των αντιστάσεων δεν είναι πραγματικά.
Επειδή ο μικροεπεξεργαστής θέλει maximum 10k impedance στην είσοδο του ADCV,
θα ήθελα να μάθω αν το τρανζίστορ προσθέτει impedance και πως μπορώ να την υπολογίσω.
Inputs.jpg

Η μονη αντισταση που θα δει ο μ/ε ειναι η R19

[picdev]

Οπως το σκέφτομαι εδώ στην ουσία εχεις εναν διαρέτη τάσης , πρακτικά θα μπορούσες να μετρήσεις τη πτώση τάσης μεταξύ συλέκτη και εκπομπού ,
αντίστοιχα θα μετρήσεις τη πτώση τάτης στη r18 και θα βρεις το ρεύμα που είναι ίδιο με αυτό που διαρέει το τρανζίστορ.
Ξέροντας το ρεύμα και τη πτώση τάσης υπολογίζεις την αντίσταση του τρανζίστορ.

Δες εδώ για τον υπολογισμό
https://electronicsclub.info/impedance.htm

δεν ξέρω τι σήμα μετράς πάντως αν δεν έχεις γρήγορες μεταβολές και δεν θες ακρίβεια δεν σε πειράζει και τόσο.
Απλά φρόντισε το τρανζίστορ να μην δουλεύει σαν πηγή ρεύματος, ώστε να μην περιορίζει το ρεύμα.
Θα βοηθούσε να μας πεις τι θες να ματρήσεις

[VaselPi]

Βασίλη (billys7), η ερώτηση μπαίνει με λάθος τρόπο, καθώς το τρανζίστορ, το impedance του ADC μπορεί μόνο να το μειώσει, καθώς συνδέεται παράλληλα με την αντίσταση R₁₉. Με κανέναν τρόπο δεν μπορεί να το αυξήσει. Το impedance του ADC θα αυξηθεί μόνο αν σε σειρά με την αντίσταση R₁₉ μπει κάτι. Επομένως, το σωστό ερώτημα είναι: κατά πόσο το τρανζίστορ θα μειώσει το mpedance των 10 kΩ. Την απάντηση στο ερώτημα αυτό σου τη δίνει ο Σπύρος (spirakos), δηλαδή σχεδόν καθόλου, καθότι η διαφορική αντίσταση του συλλέκτη, όταν στον εκπομπό δρα μία αντίσταση 10 kΩ, είναι πολύ μεγάλη.
Βασίλειος.

[Panoss]

Βασίλη (VaselPi), άλλη μία πολύ ωραία απάντησή σου, μπράβο!
Σχεδόν κάθε απάντησή σου προσθέτει πάρα πολλά και είναι άξια μελέτης.
Μπράβο και πάλι.

[nestoras]

Βασίλη (billys7), η ερώτηση μπαίνει με λάθος τρόπο, καθώς το τρανζίστορ, το impedance του ADC μπορεί μόνο να το μειώσει, καθώς συνδέεται παράλληλα με την αντίσταση R₁₉. Με κανέναν τρόπο δεν μπορεί να το αυξήσει. Το impedance του ADC θα αυξηθεί μόνο αν σε σειρά με την αντίσταση R₁₉ μπει κάτι. Επομένως, το σωστό ερώτημα είναι: κατά πόσο το τρανζίστορ θα μειώσει το mpedance των 10 kΩ. Την απάντηση στο ερώτημα αυτό σου τη δίνει ο Σπύρος (spirakos), δηλαδή σχεδόν καθόλου, καθότι η διαφορική αντίσταση του συλλέκτη, όταν στον εκπομπό δρα μία αντίσταση 10 kΩ, είναι πολύ μεγάλη.
Βασίλειος.

Η ερώτηση νομίζω που θέλει να κάνει ο νηματοθέτης είναι η εξής: (μια εικόνα = 1000 λέξεις).

impedance.png
Θα μετέφραζα επομένως την ερώτηση ως εξής: μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η ροή ρεύματος μεταξύ εκπομπού/συλλέκτη στο PNP σε συνδυασμό με όλες τις υπόλοιπες αντιστάσεις που "βλέπει" η είσοδος του μικροελεγκτή αν δημιουργούν αυτεπαγωγή (L1) μεγαλύτερη από 10Κ; Σε ποιες συχνότητες δε θα έχω πρόβλημα;

(Στην απλούστευση θέωρησα μηδενικό το ρεύμα που διαρρέει τον συλλέκτη προς τη βάση).

Η μαθηματική απάντηση μπορεί να δωθεί βραχυκυλώνοντας την πηγή τάσης (V1) και θέτοντας γνωστή πηγή στα άκρα της R2... Z = ((R1+ΖL1) // R2) (στο πεδίο συχνότητας) οπότε κρατάμε το φανταστικό μέρος του Z και βλέπουμε το "impedance".

Σίγουρα θα υπάρχει κάποιο impedance (έστω και πολύ μικρό), το πρόβλημα είναι πόση είναι η τιμή του impedance ενός "τυχαίου" τρανζίστορ όταν αυτό διαρρέεται από ρεύμα "τυχαίας" συχνότητας.

[VaselPi]

Αρχικό μήνυμα από nestoras:

Θα μετέφραζα επομένως την ερώτηση ως εξής: μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η ροή ρεύματος μεταξύ εκπομπού/συλλέκτη στο PNP σε συνδυασμό με όλες τις υπόλοιπες αντιστάσεις που "βλέπει" η είσοδος του μικροελεγκτή αν δημιουργούν αυτεπαγωγή (L1) μεγαλύτερη από 10Κ; Σε ποιες συχνότητες δε θα έχω πρόβλημα;

Παναγιώτη (nestoras), νομίζω, ότι στο σημείο αυτό πρέπει να παρέμβει ο Βασίλης (billys7), για να μας διευκρινίσει την ερώτηση. Αλλά έστω ότι τη θέτει όπως εσύ. Συγνώμη για το θάρρος, αλλά λίγο θα τη διόρθωνα:"δημιουργούν αυτεπαγωγική αντίσταση (Z_L) μεγαλύτερη από 10 kΩ. Σε ποιές συχνότητες δε θα έχω πρόβλημα."

Η απάντηση στην ερώτησή σου εξαρτάται από το περιεχόμενο που δίνουμε στον όρο impedance. Ηλεκτρονικός δεν είμαι, αλλά όσο γνωρίζω, με τον όρο αυτόν εννοούμε το πραγματικό μέρος της σύνθετης αντίστασης. Επομένως, η σωστά διατυπωμένη ερώτηση έχει ως εξής: καθώς το τρανζίστορ με τις αντιστάσεις δημιουργούν μία σύνθετη αντίσταση που δρα παράλληλα στα 10 k (R₁₉), σε ποια συχνότητα δε θα έχω πρόβλημα;

Αν έτσι μπαίνει η ερώτηση, η απάντηση είναι σε συχνότητες όπου η σύνθετη αντίσταση αρχίζει να γίνεται πάνω από 10 kΩ. Αλλά για να εντοπίσω τη συχνότητα αυτή, πρώτα θα εξέταζα το ρόλο της παρασιτικής χωρητικότητας που δημιουργεί ο συλλέκτης του τρανζίστορ, περίπου 5 pF προς τον εκπομπό, 3 pF προς την βάση και 5 pF του μοντάζ, σύνολο 13 pF. Η συχνότητα υπολογίζεται από τη σχέση

1/ωC = 10⁴

που είναι περίπου 1 ΜHz.
Στην ερώτηση αν το τρανζίστορ εισάγει κάποια αυτεπαγωγή L1, η απάντηση είναι - ναι, αλλά σε συχνότητες που αρχίζει να εκδηλώνεται η αδράνεια του τρανζίστορ. Η συχνότητα αυτή είναι πολύ μεγάλη, της τάξης του 100 MHz.
Επομένως, στη συχνότητα περίπου 1 MHz, στη σύνθετη αντίσταση ο ρόλος της αυτεπαγωγής μπορεί να αγνοηθεί. Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι σε συχνότητες μικρότερες από 1 MHz, το ipedance της εισόδου του ADC είναι 10 kΩ, ενώ στις υψηλότερες συχνότητες αρχίζει προοδευτικά να μειώνεται.
Βασίλειος.

[nestoras]

Αρχικό μήνυμα από nestoras:

Θα μετέφραζα επομένως την ερώτηση ως εξής: μπορούμε να θεωρήσουμε ότι η ροή ρεύματος μεταξύ εκπομπού/συλλέκτη στο PNP σε συνδυασμό με όλες τις υπόλοιπες αντιστάσεις που "βλέπει" η είσοδος του μικροελεγκτή αν δημιουργούν αυτεπαγωγή (L1) μεγαλύτερη από 10Κ; Σε ποιες συχνότητες δε θα έχω πρόβλημα;

Παναγιώτη (nestoras), νομίζω, ότι στο σημείο αυτό πρέπει να παρέμβει ο Βασίλης (billys7), για να μας διευκρινίσει την ερώτηση. Αλλά έστω ότι τη θέτει όπως εσύ. Συγνώμη για το θάρρος, αλλά λίγο θα τη διόρθωνα:"δημιουργούν αυτεπαγωγική αντίσταση (Z_L) μεγαλύτερη από 10 kΩ. Σε ποιές συχνότητες δε θα έχω πρόβλημα."

Δεκτή η διόρθωση!
Η αυτεπαγωγική αντίδραση (αντίσταση) εξαρτάται από τη συχνότητα (Z_L = jωL ) ενώ η αυτεπαγωγή ( L )είναι φυσικό χαρακτηριστικό του κάθε πηνίου.

Η απάντηση στην ερώτησή σου εξαρτάται από το περιεχόμενο που δίνουμε στον όρο impedance. Ηλεκτρονικός δεν είμαι, αλλά όσο γνωρίζω, με τον όρο αυτόν εννοούμε το πραγματικό μέρος της σύνθετης αντίστασης. Επομένως, η σωστά διατυπωμένη ερώτηση έχει ως εξής: καθώς το τρανζίστορ με τις αντιστάσεις δημιουργούν μία σύνθετη αντίσταση που δρα παράλληλα στα 10 k (R₁₉), σε ποια συχνότητα δε θα έχω πρόβλημα;

Με τον όρο impedance (εμπέδηση) απλά εννοούμε το μέτρο της μιγαδικής αντίστασης κι όχι μόνο το πραγματικό της μέρος. Στην πραγματικότητα με "σκέτο" τον αριθμό της εμπέδησης δε μπορούμε να γνωρίζουμε πολλά πράγματα για το είδος της αντίστασης (χωρητική, επαγωγική, πραγματική). Για να έχουμε επακριβώς την εικόνα της εμπέδησης θα πρέπει να γνωρίζουμε και τη γωνία μεταξύ τάσης/ρεύματος που διαρρέει τον κλάδο που μας ενδιαφέρει ή να γνωρίζουμε τη μιγαδική τιμή της εμπέδησης στη μορφή: Z = R + jωL (για επαγωγική συμπεριφορά) ή Z = R + (1/jωC) (για χωρητική συμπεριφορά).
Στο προηγούμενο post μου κακώς έμπλεξα τις έννοιες inductance (επαγωγή) και impedance (εμπέδηση/σύνθετη αντίσταση).

Αν έτσι μπαίνει η ερώτηση, η απάντηση είναι σε συχνότητες όπου η σύνθετη αντίσταση αρχίζει να γίνεται πάνω από 10 kΩ. Αλλά για να εντοπίσω τη συχνότητα αυτή, πρώτα θα εξέταζα το ρόλο της παρασιτικής χωρητικότητας που δημιουργεί ο συλλέκτης του τρανζίστορ, περίπου 5 pF προς τον εκπομπό, 3 pF προς την βάση και 5 pF του μοντάζ, σύνολο 13 pF. Η συχνότητα υπολογίζεται από τη σχέση

1/ωC = 10⁴

που είναι περίπου 1 ΜHz.
Στην ερώτηση αν το τρανζίστορ εισάγει κάποια αυτεπαγωγή L1, η απάντηση είναι - ναι, αλλά σε συχνότητες που αρχίζει να εκδηλώνεται η αδράνεια του τρανζίστορ. Η συχνότητα αυτή είναι πολύ μεγάλη, της τάξης του 100 MHz.
Επομένως, στη συχνότητα περίπου 1 MHz, στη σύνθετη αντίσταση ο ρόλος της αυτεπαγωγής μπορεί να αγνοηθεί. Συμπερασματικά μπορούμε να πούμε ότι σε συχνότητες μικρότερες από 1 MHz, το impedance της εισόδου του ADC είναι 10 kΩ, ενώ στις υψηλότερες συχνότητες αρχίζει προοδευτικά να μειώνεται.
Βασίλειος.

Πολύ σωστά έγινε η παρατήρηση ότι από τη στιγμή που η R19 είναι αντίσταση προς τη γείωση από την είσοδο του ADC, οτιδήποτε άλλο κι αν συνδέσουμε στην είσοδό του αυτό θα παραλληλιστεί με την R19 με αποτέλεσμα η συνολική αντίσταση που θα "βλέπει" η είσοδος, θα είναι πάντα μικρότερη από 10KΩ.

Η απάντηση για το αρχικό ερώτημα επομένως είναι ότι "όχι δε θα αυξηθεί το impedance που θα βλέπει η είσοδος του ADC με κανένα τρόπο από τη στιγμή που υπάρχει η αντίσταση R19".

[billys7]

Το σχέδιο που παρουσίασα, είναι η απλούστευση μιας πιο σύνθετης διάταξης, που σκοπό έχει τη μέτρηση της τάσης κάποιων παλμών που ασκούνται στην R18, όταν η τάση αυτή ξεπεράσει κάποιο όριο. Η μέγιστη συχνότητα δεν ξεπερνά τα 30kHz.

Σας ευχαριστώ, με καλύψατε με τις απαντήσεις σας