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zerofang 2006-02-03 05:31 PM

電壓表還是有阻抗
雖然理想電壓表內阻無限大,但是現實上沒有那種東西
還是會因為接上電壓表導致放電的行為
這也就是漣波會產生的原因
基本上負載接上去後,漣波的波形會偏向鋸齒波
接上電壓表這個大負載,充電快,放電慢
形成一個上升速度快,下降速度慢的鋸齒波

小Z剛才也隨手拿了一個額定輸出12V 1A的ADAPTER用數位電表量測
結果量測電壓是15.3V
如果能夠用全波整流的1.414倍來解釋的話
那小Z就不知道實驗數據誤差到底是哪裡產生的了

所以小Z的異議在這點
這個漣波不可能是全波整流的正弦波
不能使用1.414倍來解釋這個數據

wesley99 2006-02-03 06:00 PM

Z大的理論沒錯,可是不是用在這裡。
請注意小弟說的「積分電容」....
積分,就是電壓積到最高值。

至於數位電表取用電流,一般幾百塊的普通產品,
輸入阻抗至少50M,泥幾乎可以當它是不取用電流。

還有就是ADAPTER的標稱,往往配合不同產品而異,
同樣的標稱值,不一定電壓/電流相同,
這就是為什麼廠商往往會在ADAPTER上註明「xx專用」。
泥只量了一個ADAPTER,再多量幾個就明白了。

zerofang 2006-02-03 06:21 PM

小Z知道W兄說的是雙斜坡式的DVM
裡面有個積分電路,取得到的數值是這個交直流電壓的最大值
但是小Z反對的地方,就是這個1.414倍率的說法
因為波形輸入DVM的時候,已經不是正弦波了
不可以使用這個倍數來換算其有效值
算出來的數據一定是錯誤的
(小Z的實驗數據不也是反駁了這個算法嗎)

其實小Z想表達的就是
把整個DVM換成戴維寧,其戴維寧阻抗相當大
電壓源幾乎所有的壓降將會跨在DVM上面
所以得到的電壓將會變大
所以不可以隨便直接量測ADAPTER的數據
因為所得到的電壓將不會準確
量測出來的數據沒什麼意義
(但是可以藉機算出ADAPTER的內阻)

以上來自小Z電儀表學所學到的結論

wesley99 2006-02-03 06:48 PM

引用:

作者: zerofang
小Z知道W兄說的是雙斜坡式的DVM
裡面有個積分電路,取得到的數值是這個交直流電壓的最大值
但是小Z反對的地方,就是這個1.414倍率的說法
因為波形輸入DVM的時候,已經不是正弦波了
不可以使用這個倍數來換算其有效值
算出來的數據一定是錯誤的
(小Z的實驗數據不也是反駁了這個算法嗎)

呵呵!人是要逼的,一逼就把壓箱子的寶貝拿出來了...
謝謝Z大大拿出壓箱寶貝!
可能小弟早先說的有些粗糙,造成Z大誤解。
這1.4142不是發生在DVM(的積分電容)裡,
而是發生在(變壓器次級的)整流級。

引用:

作者: zerofang
其實小Z想表達的就是
把整個DVM換成戴維寧,其戴維寧阻抗相當大
電壓源幾乎所有的壓降將會跨在DVM上面
所以得到的電壓將會變大
所以不可以隨便直接量測ADAPTER的數據
因為所得到的電壓將不會準確
量測出來的數據沒什麼意義
(但是可以藉機算出ADAPTER的內阻)

正是因為所有的壓降全部跨在阻抗無限大的DVM上,
所以要用1.4142 x 變壓器次級AC電壓 - 0.65V二極體壓降(全波)。
這個電壓也不是全無意義啦....
所以小弟要說:量測有負載、無負載電壓....

zerofang 2006-02-04 12:30 AM

引用:

作者: wesley99
呵呵!人是要逼的,一逼就把壓箱子的寶貝拿出來了...
謝謝Z大大拿出壓箱寶貝!
可能小弟早先說的有些粗糙,造成Z大誤解。
這1.4142不是發生在DVM(的積分電容)裡,
而是發生在(變壓器次級的)整流級。



正是因為所有的壓降全部跨在阻抗無限大的DVM上,
所以要用1.4142 x 變壓器次級AC電壓 - 0.65V二極體壓降(全波)。
這個電壓也不是全無意義啦....
所以小弟要說:量測有負載、無負載電壓....

那小Z就要問了
如果只考慮到次級線圈
那何必加那個濾波電容呢?

小Z的分析是這樣的
在不加負載的狀態下
濾波電容兩端的電壓將會被充電到"次級線圈電壓峰值 減掉 二極體壓降"
因為沒有放電迴路,所以電容兩端的電壓一直維持在這個數據上
形成定電壓源

但是當加上一個大負載後
這個電容就會以慢速放電,然後跟著次級線圈的電壓爬升而充電
而變成一個"變型鋸齒波"的交直流電
我們所說的漣波,就是指這個交直流電中的交流成分

那我們要分析的,到底是這個"變型鋸齒波"的交直流電呢?
還是次級線圈所提供的全波整流產生的交直流電?
如果只取次級線圈的全波整流電壓,那何必加濾波電容呢?

如果是全波整流產生的交直流電
那沒錯,把電壓波形方程式平方後再積分,然後取平方根
√{∫[(Vm sin wt)^2]dt}
在60Hz的狀態下,是1.414倍沒錯

但是如果是變形鋸齒波
那這電壓波形方程式平方後再積分,然後取平方根
在60Hz的狀態下,絕對不會是1.414倍的
這就是小Z有疑異的地方

leowang 2006-02-04 12:54 AM

看了兩位大大的對話......有好多都是電學專有名詞
看的我"霧沙沙"
之前我拿數位電錶量是17.3V(無負載時量)
今天我就拿類比給他一量 指針跑道17V左右(無負載時量)

zerofang 2006-02-04 01:06 AM

引用:

作者: leowang
看了兩位大大的對話......有好多都是電學專有名詞
看的我"霧沙沙"
之前我拿數位電錶量是17.3V(無負載時量)
今天我就拿類比給他一量 指針跑道17V左右(無負載時量)

呵呵,這很正常啦
因為小Z跟W兄討論的這部份已經是電子學較為進階、應用的部份了^^a

至於用類比電表量測結果,是這種狀況小Z也不感意外
因為如果類比跟數位電表量出來的數據差太遠的話
那這電表不就太不可靠了^^a

wesley99 2006-02-04 03:13 PM

小弟在想,依公式:次級AC電壓 x 1.4142 - 0.65V(全波二極體壓降)
所以反過來計算,L大大的這顆變壓器,次級AC電壓應該有11.5V囉?
當然,變壓器的繞組比例是固定的,所以輸出電壓會隨著市電的變動而改變,
但還是遠高於標稱值太多。
標稱9V/850mA的變壓器,變壓器次級繞組大約做到(無負載)8.6V就夠了,
經過整流器和電容濾波(也可看做是積分)後為DC11.5V,
在電流輸出到達850mA時,扣除壓降,電壓還能維持在9V以上。
任天堂紅白機裡面自己設有一顆7805做穩壓,供電+5V,穩壓電路壓降+3V,
所以供電壓只要能高於+8V,都能保證機器正常運作。
但是L大大量到的電壓,怎麼可能呢??
後來小弟注意到:
我幫L大計算的AC值,和小弟計算的DC值,都恰好是11.5V。
這使小弟忽然領略到其中奧妙:
L大大很可能是拿電表的AC檔,去量測ADAPTER的DC輸出啦....
數位表或指針表都一樣,電表裡頭都設有整流二極體將AC轉換為DC來測量。
L大大這種量法,等於整流了兩次,電壓正好是1.4142 x 1.4142 = 2,
次級交流電壓8.6V x 2 ...這...大概就是輸出"無負載"時,L大大量到的17.3V。

**但是當加上一個大負載後,這個電容就會以慢速放電,
然後跟著次級線圈的電壓爬升而充電,而變成一個"變型鋸齒波"的交直流電,
我們所說的漣波,就是指這個交直流電中的交流成分。**

是不是變形鋸齒波,還要看負載而定,
不過有幾個名詞要澄清,"直流加上漣波",不能夠當作"交流"來看,
電學上的交流AC-Alternating Current,主要定義在越零Cross Zero,
(當然還有其他定義,Z大不要在這上頭給小弟抬槓)
所以,在我們的討論範圍裡,沒有所謂的「"變型鋸齒波"的交直流電」
又,漣波,並不能算是"交直流電中的交流成分",
除非整流二極體漏電,那麼直流電上面才會出現交流成分。


**那我們要分析的,到底是這個"變型鋸齒波"的交直流電呢?
還是次級線圈所提供的全波整流產生的交直流電?
如果只取次級線圈的全波整流電壓,那何必加濾波電容呢?**

ㄎㄎ....這裡小弟真的是看不懂Z大在說些什麼??
我不清楚大大為什麼一直在講"變型鋸齒波",
"變型鋸齒波"變型變得多一些,就會變成正弦波,或者變成"變型正弦波",
C C....小弟把問題弄得太複雜了。
其實,我看Z大大自己,已經把答案寫出來了,

**把電壓波形方程式平方後再積分,然後取平方根
√{∫[(Vm sin wt)^2]dt} 在60Hz的狀態下,是1.414倍沒錯**


指針式電表/數位電表,其量度/取樣的方式不同。
指針式電表使用高阻值電阻,向被測電源取用0.5~1uA電流(滿度時),
用這個電流通過線圈來驅動指針。
注意,取用電流是持續平均流通著的(假設電壓電流是穩定狀態);
數位式電表使用一個小數值積分電容,經過非常高阻值的電阻,
向被測電源取用電流,在一定時間內充放電(這裡就是鋸齒波了),
通過AD轉換,得到數據以驅動顯示屏。
注意,數位電表取用電流,用非常嚴格的角度講,勉強算是持續平均的,
因為電容存在內阻,在充放電的過程裡,會造成非線性。
另外,數位電表有「時間係數」,也就是取樣時間,
我們可以看做是:一個時段一個時段(一般約0.5秒)的量測(積分值),
在某些需要量測「快速變化量」的場合,就會發生誤判。

這麼說,不是講數位電表不好,精確度及高阻抗是它的優點,
而且,指針式表頭(指針彈簧)的非線性,更高於積分電容。

zerofang 2006-02-04 05:01 PM

這就是小Z想陳述的變型鋸齒波
1.414倍的理論拿來這個鋸齒波,實在是不合理,煩請W兄指教

http://xs66.xs.to/pics/06056/0123456.JPG

zerofang 2006-02-04 05:11 PM

引用:

作者: wesley99
L大大很可能是拿電表的AC檔,去量測ADAPTER的DC輸出啦....
數位表或指針表都一樣,電表裡頭都設有整流二極體將AC轉換為DC來測量。
L大大這種量法,等於整流了兩次,電壓正好是1.4142 x 1.4142 = 2,

AC檔位有個電容,會將直流成分濾除
實際量到的,就只會有漣波的因素

引用:

作者: wesley99
所以,在我們的討論範圍裡,沒有所謂的「"變型鋸齒波"的交直流電」
又,漣波,並不能算是"交直流電中的交流成分",

不,是可以這樣解釋的
W兄可以將這個變形鋸齒波用重疊定理去將輸出分成兩個成分
一個是固定的直流電壓,另一個就是交流的漣波電壓了
這種狀況下,所得到的總量,就是小Z所稱的交直流電
這個名詞只有理論的時候才會看到,為了就是讓學習的人容易接受而已

wesley99 2006-02-04 06:08 PM

引用:

作者: zerofang
AC檔位有個電容,會將直流成分濾除
實際量到的,就只會有漣波的因素

不,AC檔位串接二極體(阻塞一邊的半波),再並聯雙斜率積分電容。
如果用電容濾除(應稱為阻塞)直流,剩下的只是交流漣波,
那電表的測量根本沒有意義。
普通數位電表AD轉換器的前置電路(積分器),只能積分直流,
小弟不敢說沒有交流的製品,不過那可能是幾萬塊的儀表了。
建議Z大可以拆開電表看看,裡面的主晶片大約都是Intersil產品。

引用:

作者: zerofang
W兄可以將這個變形鋸齒波用重疊定理去將輸出分成兩個成分
一個是固定的直流電壓,另一個就是交流的漣波電壓了
這種狀況下,所得到的總量,就是小Z所稱的交直流電
這個名詞只有理論的時候才會看到,為了就是讓學習的人容易接受而已

如果Z大的老師用這種方法分析,雖然在初級電子學上可以幫助學生瞭解,
但是爾後進入更深一層的時候,觀念上的偏差反而造成阻礙。
重疊定理,也可以用在「兩個直流上」。
有時我想,英文的dc - direct current我們直譯成「直流」,
往往造成理解上的誤區,似乎直流的曲線,就一定應該是「直」的,
但是,direct的原意,是指「直接提供」電流。

我不能說Z大給的那些圖有錯,那是標準教科書的經典之作,
但請注意:那是電壓圖;還要注意:「直流」的「流」,是「電流」。

最後,Z大說的「變型鋸齒波」,小弟看到圖,終於懂了,謝謝!
這個圖套用Z大說的重疊原理,也可以說是「變型正弦波」耶!

zerofang 2006-02-04 08:19 PM

唉,小Z也是實際做過實驗
並查過以前的課本才會跟W兄這樣解釋

一個AC電壓表
是先經過電容濾掉直流成分
然後再經過反向放大器與二極體的精密整流電路 (這樣才不會被截掉不該截的波形)
然後再經過三段RC LPF電路
才會送到雙斜率DVM
這跟W兄的資料又不符合了 :dcft689kj

一開始所說的變壓器
如果要使用兩個二極體的話
非得使用中心抽頭式的變壓器,其成本較為昂貴
加諸於二極體的壓降又較大,所以甚少使用
基本上應該是使用橋式全波整流較為合理
但是橋式整流必須要使用四顆二極體
這點又跟W兄的資料有誤 :dcft689kj

一個脈波訊號送到電容的兩側
電容由脈波提供充電
然後經由負載放電
這本來就是很正常的分析判斷
如果W兄能夠指出錯誤的地方
那煩請W兄多多指教了 :jmfopr:

關於交直流電的問題
那小Z就要請教W兄了
放大器電路當中
哪一個電路不是將直流分析與交流分析分開
可以直接將總量分析出來的?
難道放大器電路是初級的電子學嗎?
把一個上下擺動的訊號分成交流跟直流成分來分析本來就很正常的
不然何必稱為定理呢 :ddrf567h: :ddrf567h:

置於電流與電壓的定義
小Z認為沒必要解釋
因為這是一體兩面的東西^^a

wesley99 2006-02-05 02:44 AM

引用:

作者: zerofang
一個AC電壓表
是先經過電容濾掉直流成分
然後再經過反向放大器與二極體的精密整流電路 (這樣才不會被截掉不該截的波形)
然後再經過三段RC LPF電路
才會送到雙斜率DVM
這跟W兄的資料又不符合了 :dcft689kj

請上www.intersil.com查資料,我們現在用的數位電表,
七七八八都是它們家的晶片製造的。
Z大大做的實驗可能是專門處理交流信號的,不是量取直流,
因為直流已經被電容濾掉了(還是要糾正一下,是阻塞,英文稱BLOCK)。
請注意我們早先的主題:量取直流。
直流被濾掉/阻塞,那還量什麼ㄋ?
大大作的實驗,小弟還算知道,那是精密量測交流小信號的電路,
為什麼要用反向放大器ㄋ?因為OP AMP的反向輸入阻抗較高;
為什麼要用二極體整流ㄋ?因為交流無法加到DVM上量測,要直流;
為什麼要經過RC電路ㄋ?因為要濾波,看泥要低通、高通、還是帶通,
看泥要幾級、看泥要衰減多少dB、看衰減率pie要多少....;

以上的第二個為什麼,就是小弟前文講的,
其它的部份,是Z大大加上去的,講得更複雜些,不過並非討論的主題。
小弟早先說的,只是簡單了一點,因為實在沒想到會在這個論壇,
會與Z大大一起複習「密爾門電子學」。

wesley99 2006-02-05 02:58 AM

引用:

作者: zerofang
一開始所說的變壓器
如果要使用兩個二極體的話
非得使用中心抽頭式的變壓器,其成本較為昂貴
加諸於二極體的壓降又較大,所以甚少使用
基本上應該是使用橋式全波整流較為合理
但是橋式整流必須要使用四顆二極體
這點又跟W兄的資料有誤

變壓器取中間抽頭,在大量製造的工廠裡,只加三毛錢。
Z大所知道的昂貴,是從書本上得來的知識,
因為小弟以前讀書時,也是讀到「中間抽頭很昂貴」。
唉!實在不知道這些書的作者是從哪裡獲得的資訊。
二極體一支1N4001要多少錢?
如果Z大大能夠拆100個1A以下的ADAPTER,小弟敢說:
十分之八是中間抽頭,只使用兩支1N4001的全波整流。
至於二極體壓降,Z大的話正好與事實相反,
全波整流,只有一支二極體的壓降0.65~0.7V,
橋式整流,卻有二支二極體的壓降。
看來Z大的基礎電子學,可能要重修喔!

zerofang 2006-02-05 03:02 AM

呵呵,小Z讀的是史密斯電子學喔^^a

不過那不是重點
小Z剛才也拆過小Z的數位電錶,是UMC晶片^^a
這也不是重點

關於電儀表學,是小Z的強項
既然W兄要堅持,那小Z也不多做解釋了
因為再解釋下去,那就是基礎觀念上的問題了
這也不是重點

W兄是否能夠解釋一下
上面所說的充放電波形在哪裡有錯
因為1.414倍,就是出自於這個波形的有效值
如果小Z所分析這個波形沒錯的話
那1.414倍自然就不成立了
煩請W兄賜教


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