Seri RLC devresindeki direnç rezonans frekansında etkilimidir?

Başlatan z, 10 Haziran 2016, 16:09:12

z

Facebook'un elektronik sayfalarındaki bebenin birisi ısrarla direncin rezonans frekansına etkisi yok diyordu.

http://youtu.be/VKiVYIy8E6I

Videoda direncimi 1K demişim ama yanlış söylemişim. Osilatörü CMOS çiple yaptım ve 15v ile besledim. Fakat karedalga sinyalim 5v civarında.

Bu da demektir ki 10v PMOS üzerinde kalıyor ve direnç gibi davranıyor.

Hesaplanırsa 4K gibi ilave bir direnç daha gelmiş.

Zaten 5K olarak hesaplanırsa devre 51 Khzde salınmaya başlıyor.

Konunun teknik izahatı aşağıdaki linkte.

http://www.cncdesigner.com/wordpress/?p=4763
Bana e^st de diyebilirsiniz.   www.cncdesigner.com

ferdem

Videoyu izledim, elinize sağlık.
Seri rezonans devresinde R nin rezonans frekansa etkisi olmaması lazım z hocam. Seri rezonans ne zaman olur? L nin empedansının C nin empedansına denk geldiği yerde olur, yani i*w*L + 1/(i*w*C)=0 olduğu yerde olur. Seri direnç sadece azaltıcı etki yapar, "damper", frekansa dokunmaz. Devrede 1K da olsa 10K da olsa bu devre f=1/(2*pi*kok(LC)) de rezonansa gelir.
Peki videoda ne gördük? Videoda "transient response" görüyoruz, direnci iyice arttırsanız sinüs formu da kalmayacak. O durumda rezonans yok mu olacak veya DC ye mi gelecek?
Ben de şimdi baktım, dirence göre "damping factor" değişiyor ve "transient response" için bunlar çıkabiliyor:

Resim adresi: https://en.wikipedia.org/wiki/RLC_circuit#/media/File:RLC_transient_plot.svg


HexfeT

Aslında burada direncin frekansa etki edeceğini söylemek için temel bilgiler yeterli. İddia etmek, göstermek ve ispatlamak için daha üst seviye bilgi gerekli.

Rezonans frekansı için dışarıdan gelen darbe ile başlayan, devrenin kayıpları yüzünden sönümlenerek sonlanan, L ve C eleman değerlerinin belirlediği ve aralarındaki karşılıklı enerji transfer periyot süresi diyemez miyiz? Bu durumda L ve C arasına direnç koyarsak enerji transferini kayba ve gecikmeye uğratmaz mı? Kaybın sönümlenmeyi hızlandıracağını, gecikmenin frekansı düşüreceği söylenemez mi? Çok mu cahilim?  ;D


z

Sorunun aslı;

"7.092 MHz'de rezonansa gelecek ve 9 Volt'ta çalışacak seri bir RLC devresi tasarlayınız."

Ben bu sorudan bir osilatör tasarlanması gerektiğini algılıyorum.

Eğer AC bir sinyal ile seri rezonans devresi besleniyor olsaydı o zaman rezonans frekansında R nin etkisi olmayacaktı.

Yapmış olduğum düzeneğe sinyalin her sıfır geçişinde sistem kendi kendini uyaracak eklenti yapmış olsaydım sistemim üreteceği sinyalin frekansında R etkili olmayacakmıydı?
Bana e^st de diyebilirsiniz.   www.cncdesigner.com

fatih6761

Alıntı yapılan: z - 10 Haziran 2016, 19:07:27
Sorunun aslı;

"7.092 MHz'de rezonansa gelecek ve 9 Volt'ta çalışacak seri bir RLC devresi tasarlayınız."

Ben bu sorudan bir osilatör tasarlanması gerektiğini algılıyorum.

Eğer AC bir sinyal ile seri rezonans devresi besleniyor olsaydı o zaman rezonans frekansında R nin etkisi olmayacaktı.

Yapmış olduğum düzeneğe sinyalin her sıfır geçişinde sistem kendi kendini uyaracak eklenti yapmış olsaydım sistemim üreteceği sinyalin frekansında R etkili olmayacakmıydı?

Hocam burada bir kavram karışıklığı var. Rezonans frekansı ile Doğal salınım frekansı farklı şeyler. RLC devresinde R nin rezonans frekansına etkisi yoktur, doğal salınım frekansına etkisi vardır.

Wikipedi'den rezonans ve doğal frekansın tanımları: https://en.wikipedia.org/wiki/Resonance

Alıntı YapIn physics, resonance describes when a vibrating system or external force drives another system to oscillate with greater amplitude at a specific preferential frequency.

Benim bu tanımdan anladığım rezonans empedansın 0/minimum olduğu nokta. Sistemin girdiye maksimum tepki verdiği frekans.

Doğal frekans: https://en.wikipedia.org/wiki/Natural_frequency

Alıntı YapNatural frequency is the frequency at which a system tends to oscillate in the absence of any driving or damping force.

Bu ise sistemin zorlama olmadan kendi kendine salınma frekansı. Siz yaptığınız deneyde bunu gözlemliyorsunuz. Bir step sinyal verip sonrasında sistemin salınmasını gözlemliyorsunuz.

Hatta rezonans sayfasında şöyle yazılmış:
Alıntı Yap... there are some losses from cycle to cycle, called damping. When damping is small, the resonant frequency is approximately equal to the natural frequency of the system, which is a frequency of unforced vibrations.

"Zayıflama (daming) küçük olduğunda rezonans frekansı sistemin doğal frekansına, yani zorlama olmadığı durumdaki salınım frekansına, yakındır." (Yakındır => Eşit değildir.)

Özet: Yaptığınız deneyde devrenin doğal salınım frekansını buluyorsunuz. Rezonans frekansını bulmak için bir osilatörü atıyorum 1kHz den 100kHz e kadar sinüsel sinyalle sweep ederek total empedansın minimum olduğu noktayı bulmalısınız.

Bu durumda R değeri frekansla değişmeyeceğinden Z nin minimum olduğu nokta LC nin rezonans frekansı olur.

Not: Burada kendi fikirlerimi de ekleyerek bir takım şeyleri "iddia" ettim. Sürç-ü lisan ettiysem affola.

z

Evet dediğin gibi kavram kargaşası var.

Bir sistemi kendi doğal frekansında titreştirmek ile sistemi rezonans frekansında titreştirmek farklı şeyler.

Bu durumda bir RLC osc devresinin frekans bağıntısında R nin görünmesi gerekiyor.

Ancak kayıplar açısından R pek istenmediği için küçük tutuluyor ve sonucta frekans çok yaklaşık olarak LC ile ilişkilendiriliyor.

Halbuki vremiş olduğum doğal frekans bağıntısının kullanılması gerekiyor.

Bana e^st de diyebilirsiniz.   www.cncdesigner.com

X-Fi

Videodan pek anlaşılmıyor ancak seri LC devresine göre seri RLC devresinin salınım frekansını düşürdüğü gibi metal krokodili dirence bağlarken bobinin manyetik alanına giriyorsa buda sistemin salınım frekansını değiştirir.

Bu etki en çok hava nüveli bobinlerde görülür ve frekansı yükseltir.
http://www.coskunergan.dev/    (Yürümekle varılmaz, lakin varanlar yürüyenlerdir.)

student

Konu zaten açıklığa kavuşturulmuş ama ben video ile ilgili konuşacağım..
Görebildiğim kadarıyla, videoda kamera çok fazla hareket ettiği için görüntüyü takip etmek epeyce güç fakat dikkatlice bakınca direnci kısa devre eden anahtarın açılıp kapanması esnasında işaretin pozitif alternansı negatife doğru giderken sıfır çizgisi ile buluştuğu nokta bir miktar kayıyor, ancak aynı zamanda negatif alternansın pozitife doğru giderken sıfır çizgisiyle buluştuğu nokta da bir o kadar aynı yönde kayıyor.. Dolayısıyla periyod değişmiyor. Bir faz kayması var.. Periyodun değişmemesi de frekansın değişmemesi anlamına geliyor.. Ringing sonucu oluşan sinüzoidal işaretin tabi ki genliği de değişiyor.. Dirence paralel bağlı anahtar kısa devre iken XL üzerinde düşen gerilimi okunuyor, dirence paralel bağlı anahtar açık devre iken ise XL+R üzerinde düşen gerilim okunuyor.. Yanlış mı değerlendiriyorum?