Работая с умножителями напряжения упоминалось о том, что нельзя
неосмотрительно увеличивать частоту генератора. А почему? Потому, что
РЕАЛЬНЫЕ схемы, к сожалению, слишком далеки от идеальных. "На бумаге"
может заработать всё, что угодно, но часто фантастика не становится
реальностью... :)
Аналоговая электроника
Я уже говорил о том, что высокие частоты опасны тем, что сигналы на
них ведут не так, как на низких. Здесь усиливается влияние многих
факторов /*ранее уже говорилось о некоторых из них.*/
Давайте вернёмся к старой схеме с транзистором, и запустим её на двух
частотах - 2 и 20 мегагерц:
Видно, что на более высокой частоте заметно снизилось усиление. Кроме
того, при запуске схема начала вести себя "не совсем ровно" - заметен
переходной процесс.
Конечно, при моделировании мы получили более-менее красивую картинку,
а вот на реальном устройстве /*с учётом размеров элементов и
особенностей платы, что просчитать практически невозможно*/ выходной
сигнал примет более ужасный вид. :)
Посему приведённая картинка - не более чем информация к размышлению,
которая отражает только вершину айсберга.
Я попробую описать большинство тех факторов, которые влияют на работу
РЕАЛЬНОГО УСТРОЙСТВА на больших частотах:
1. Особенности элементов схемы /*как активных, так и пассивных*/. На
больших частотах у обычного резистора непонятно откуда появляется
ёмкость (и/или индуктивность). Полупроводниковые элементы обладают
так называемой граничной частотой (или частотой единичного усиления у
транзисторов). Эта частота обуславливается особенностями
полупроводниковых переходов.
2. Размеры схемы. Давайте прикинем. Сигнал с частотой 300_МГц имеет
длину волны 1 метр. Всего 1 метр! Соответственно, гигагерцовые
сигналы имеют сантиметровые длины, соизмеримые с размерами платы. Это
нужно учитывать, когда один и тот же сигнал разделяясь, и
обрабатываясь в разных местах платы, приобретает в результате разную
фазу.
3. Особенности печатной платы. Даже небольшое, казалось бы,
сопротивление проводника (десятые доли ома), и мизерная ёмкость между
проводниками (пикофарады и доли пикофарад) превращаются в результате
в достаточно серьёзные фильтры, способные "завалить" какой угодно
сигнал. Микротрещинка, которая "по постоянке" совершенно незаметна,
превращается на деле в непреодолимую преграду для сигнала.
4. Конструкция. /*Наличие экранов, соседство каких-либо компонентов
друг рядом с другом, взаимно влияющих на соседа, присутствие
источников помех и прочее прочее…..*/
........
Эх! Да много ли ещё всяких неприятностей, которые нам исподтишка
портят жизнь!?!?! Всех не упомнить.
Если у уважаемых читателей есть что рассказать, добавить по данному
вопросу - пожалуйста, делитесь со своими коллегами.
Выводы:
Нужно обязательно моделировать схему для того, чтобы убедиться хотя
бы в теоретической возможности её создания. Но это не главное. Далее
нужно изготовить опытный образец, наиболее приближённый к РЕАЛЬНОЙ
КОНСТРУКЦИИ (вплоть до материала и толщины платы, качества лужения и
т.п.). И только после этого можно будет сделать вывод о том, что
конструкция (заметьте - не схема!) заработает.
Рассылка "Электроника. Образ жизни" для тех, кто увлекается
разработкой и ремонтом электронных схем. Она и для специалистов по
аналоговой технике, и для "цифровиков". Каждый радиолюбитель сможет
найти здесь что-то своё - узнать новости, спросить, где можно найти
или скачать документацию к микросхеме, поделиться хитростями (как
отремонтировать телефон, "оживить" компьютер), отгадать кроссворд по
электронной тематике.
В рассылке можно будет задать свои вопросы по телефонии, цифровой и
аналоговой схемотехнике, микроконтроллерам, интерфейсам,
радиолюбительской технологии, программированию, интернету.
Посоветоваться, как написать программу /*для контроллера или под
какое-либо устройство*/. Главное - проявить смелость и послать свой
вопрос.
"Электроника. Образ жизни" и для тех, кто ещё учится (с её помощью вы
сможете написать реферат о том, что же такое резистор или
конденсатор!), для тех, кто преподаёт, для тех, кто работает на
заводе, в лаборатории или в офисе.
Если Вы чувствуете, что электроника - это ваш образ жизни -
присоединяйтесь!
