本帖最后由 hetiandemeng017 于 2011-12-6 10:56 编辑
26分是我所剩所有的分,聊表诚意!一个高中生问我的问题,我以为很简单,没想到我解释不了。这道题不求人人都做回答,因为可能会占用点时间和耐心,当然高手可能一眼就知道答案,我把《电子电路从零开始》这本书上的原文全部抄录下来如此贴末尾所示。
问题其实很简单:摘机时C1的电位差变化呈现0V---4.2V----1.2V----4.2V-----1.2V...的规律(这一点相信大家都没意见)。现在这个高中生让我帮他理论上验证1.2----4.2的这一段的时间间隔(也就是每次鸣响的中间停歇间隔)是不是真的10min。我的理论上验证的结果是:3.4min 。所用的公式为:Vt=Vm-(Vm-V0)e^-t/CR(就是很普通常见的RC滤波电路的公式),即4.2v=10v-(10v-1.2v)*e^-t/4.7MΩ*100μF(我暂时认定摘机时电压为10V),解得t=196s=3.27min。显然与实际不符(如果实际确实如书上所写为10min没错的话)。到底是什么原因呢?
请高人留下启示!
补充:看了大家的回复,我很感动,21ic这个论坛让我惊喜不断。我虽然没有亲自动手组装过这个讯响器,但是用MULTISIM仿真过。仿真结果汇总如下,希望有助于讨论对正确答案的接近。(话虽如此,又担心怕让大家陷入更大的迷惑与不自信中,呵呵!)
具体说明如下:
首先为了使问题简单明了,省略了原图右边鸣响的部分,仅保留左边延时的部分;又因为如图中注释所示,“如果C1取100μF,R3取4.7MΩ的话这个间歇时间相当漫长,故取C1=100nf,R3=47MΩ以缩小时间常数”。R4又为什么这里取510kΩ而不是51kΩ呢?因为那样鸣响阶段的时间又太短了。注意,图中的三极管不是任意选择的,而是根据最新版的《电子电路从零开始》中的插图择选的。于是乎,有了下面的图。
我初衷是寻求用另一种方式解决问题,却没有想到带来了更多的问题:
1.首先,根据新的C1(100nf)和R3(4.7MΩ)计算的间歇时间间隔,即3.677V=10v-(10-1.46)*e^-t/4.7MΩX100nF,(当然这里姑且用1.46V作V0初始电压,3.677V作Vt电压,最终电压当然是10V了)。得t=1.41s,仿真结果由图中可知约为1.45s,基本一致。
2.然而1.460v和3.677v的下限和上限与我们前面理论上的1.2v,4.2v相差甚远,作何解释?
我知道我似乎将大家带入了另一个问题的深渊,但也许他又不是深渊,是柳暗花明的另一个洞天呢?
期待高手诲人不倦!
12月6日再次补充:听从了lymex的意见,更正了草图。
另外,我就部分回复做以下回答:
1“如果想改变时间常数,只改变C1即可。R3改成47M实际上是加大了时间常数,因此应该保留原来的值并把C1加大到1uF”这个建议我听取,当时仿真时疏忽了;
2 sxdxy说“后面波形的草图是错的.充电曲线是先快速上升,再趋于平缓”,事实的确如此,只是这个过程转瞬即逝,时间太短,以至于无法在图上表示出来,以至于可以忽略。
3 lymex说“不知道楼主仿真时选的两个PNP管子是什么型号的”,我在新图中已经全部标注出(全部依据《从零开始》新书上参数设置)
4 lymex说“这个电路有点像可控硅的模拟电路,的确差不多”我不太认同,因为如果把图中Q2和Q3看成一个PNP复合管的话,他们与Q4组合的形状确实有晶闸管(可控硅)的风范,但是缺少晶闸管最关键的触发电压VGG或触发电流IG的入口(请自行描绘),而且Q2、Q3的基极与Q4的集电极不是干净直接地相连(标准晶闸管等效图是直接连的)而是V1这个旁路电压的强行介入。这并不有助于问题的简单化;
5 lymex又说“也很像单结管”,我倒是很认同,然而如何近似出此模型,我却一筹莫展! |