Pytanie:
Czy główny wzmacniacz stacji radiowej działa z prędkością światła?
Alexa
2010-03-22 20:30:29 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kłócę się z kolegą z klasy i nie możemy się zgodzić.

Mówi mi, że nie jest możliwe, aby wzmacniacz stacji radiowej wzmocnił sygnał wejściowy „natychmiast” (na prędkość światła), ponieważ pracują z bardzo dużymi mocami (dziesiątki kilowatów) i nie można tak szybko przyspieszyć elektronów.

Nalegam, że skoro jest to urządzenie analogowe, będzie działać z dużą prędkością światła i że nie musisz przyspieszać poszczególnych elektronów, a jedynie pola elektryczne / magnetyczne.

Więc który z nas ma rację w tym konkretnym przypadku? Czy występuje opóźnienie we wzmocnieniu sygnału dla stacji radiowej o dużej mocy? Część radiowa jest ważna. Zgadza się na przykład z tym, że typowy domowy wzmacniacz audio działa natychmiastowo.

Byłoby wspaniale, gdybyś mógł podać link referencyjny do odpowiedzi (jeśli to możliwe). Wikipedia byłaby w porządku. Ale nie trać czasu na szukanie.

Osiem odpowiedzi:
Adam Davis
2010-03-22 23:00:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nie możesz tak szybko przyspieszyć elektronów.

Myślę, że problem leży w nieporozumieniu. Elektrony nie poruszają się z prędkością światła, w rzeczywistości gdybyś mógł „oznaczyć” pojedynczy elektron wchodzący do drutu, a następnie wyczuć, kiedy opuszcza, możesz go zmierzyć stoperem na rozsądnej długości kabla.

Efekt elektronu, czyli innymi słowy falę, która jest generowana, gdy elektron jest wepchnięty do przewodnika, można wyczuć prawie z prędkością światła na drugim końcu przewodnik, ale pojedynczy elektron, który wepchnąłeś na kabel, nie pojawi się tam przez jakiś czas w zależności od prądu, napięcia itp.

Więc wzmacniacz nie przyspiesza elektronów do dowolnego miejsca blisko prędkości światła. Indukuje fale w elektronach w kablach lub wzmacniaczu, które są wykrywane przez półprzewodniki, które indukują fale w innych kablach i innych półprzewodnikach.

Każdy wzmacniacz ma pewne nieodłączne opóźnienie, ale jest tak małe, jak aby były niezauważalne dla ludzkich uszu.

Zauważ, że gdyby wzmacniacz wprowadził znaczne opóźnienie, to audycje BBC na stacjach NPR w USA byłyby opóźnione znacznie bardziej niż kilkaset ms, które już jest.

Elektrony * nigdy * nie pojawią się na drugim końcu, ponieważ ma prąd zmienny i poruszają się tylko tam iz powrotem.
A stoper nie jest naprawdę potrzebny. „Na przykład dla drutu miedzianego o promieniu 1 mm przenoszącego stały prąd o natężeniu 10 amperów prędkość dryfu wynosi tylko około 0,024 cm / s”. Tak więc przejście jednego metra zajęłoby elektronowi około godziny.
@endolith - myślałem, że to bardzo powolne, po prostu nie mogłem sobie przypomnieć z zajęć tak dawno temu. W tym przypadku jest to prąd zmienny, więc nawet na krótkich przewodach się nie pojawi, ale w maleńkich silikonowych wzmacniaczach w dużej mocy.
Elektrony poruszające się szybciej niż prędkość światła w ośrodku powodują [chłodną niebieską poświatę] (http://en.wikipedia.org/wiki/Cherenkov_radiation)
endolith
2010-03-22 21:10:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

To naprawdę zależy od tego, o czym mówisz.

Sygnał nie porusza się z prędkością światła w przewodach łączących antenę. Na przykład prędkości propagacji kabla często wynoszą około 2/3 prędkości światła.

Nie przemieszcza się też z prędkością światła przez wzmacniacz. Na przykład każde filtrowanie powoduje niewielkie opóźnienie, dlatego filtry są implementowane przy użyciu linii opóźniających w dziedzinie cyfrowej. (Nie jest to również natychmiastowe przez domowy wzmacniacz audio, więc oboje się mylicie.): D

Po wyjściu z anteny powinien poruszać się z prędkością światła w powietrzu, która jest prawie c , i nie znam żadnego powodu, dla którego miałoby to się różnić w zależności od ilości energii. Słońce emituje o wiele więcej energii elektromagnetycznej niż wieża radiowa, a mimo to przemieszcza się w c w przestrzeni.

Wzmacniacze RF dużej mocy są nadal oparte na zaworach, więc wystąpiłoby również opóźnienie od otrzymania sygnału wejściowego na bramce do zobaczenia zmiany mocy wyjściowej na elektrodzie w oparciu o prędkość, z jaką elektrony przemieszczają się w próżni między nimi.
Hmm, naprawdę? Szybkość, z jaką poruszają się elektrony, zwykle nie ma znaczenia dla szybkości, z jaką poruszają się sygnały.
@endolith, na wielu wzmacniaczach, o ile mi wiadomo, nie na lampach próżniowych, ale na tych, które wykorzystują mniejszość i większość niesie, istnieje czas przejściowy dla przewoźników na podróż. W lampie próżniowej, takiej jak tetroda, tak nie jest.
@Kortuk: Ale czy ma to wpływ na sygnał? Sygnał jest przenoszony przez fale pola elektrycznego, a nie przez same nośniki ładunku.
@endolith,, wybacz mi, jeśli cię źle zrozumiałem. Miałem na myśli fakt, że mają one wymierny wpływ na wynik. Po każdym okresie włączania odchylenia wstecznego dioda pozostaje zapalona tylko przez jedną chwilę, podczas gdy nośniki rozpraszają się.
@Kortuk: Nie rozumiem. Czy możesz podać przykładowy obwód lub opisać, jak wpływa na sygnał?
russ_hensel
2010-03-23 00:21:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Sygnał może podróżować szybko, ale elektrony nie. Prędkość dryfu elektronów w Google. Prędkości mierzone są w cm na sekundę lub może w cm na godzinę. Oto jeden niezły hit http://www.eskimo.com/~billb/miscon/speed.html

+1, ten artykuł skłonił mnie do jaśniejszego myślenia na ten temat.
starblue
2010-03-22 23:03:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Właściwie musisz przesuwać elektrony w aktywnym elemencie wzmacniacza, na przykład w złączu tranzystora bipolarnego, ponieważ zależy od tego efekt wzmacniający. Złącze jest małe, ale nadal występuje opóźnienie w zakresie od piko do nanosekund.

Wzdłuż przewodów sygnał biegnie z prędkością światła w tym medium, która jest nieco mniejsza niż prędkość światła w próżnia.

J. Polfer
2010-03-22 20:48:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Myślę, że odpowiedź zależy od mediów, a nie od amplitudy sygnału wyjściowego; w tym przypadku wzmacniacze, a nie sygnał.

Fale elektromagnetyczne (podobnie jak opisane sygnały) przemieszczają się z prędkością:

(prędkość_światła) / sqrt (przenikalność_materialu * przepuszczalność_materiału)

Prędkość sygnału zależy od przenikalności (atrybut elektryczny) i przepuszczalności (atrybut magnetyczny) medium, a nie atrybutów samego sygnału (jego amplituda, częstotliwość, przesunięcie fazowe). Zależy to więc od samych wzmacniaczy i różnic w przenikalności i / lub przepuszczalności między nimi, ale nie od amplitudy sygnału wyjściowego.

W tym przypadku twoje rozumowanie jest lepsze niż twoje przyjaciela.


Źródło: http://wiki.answers.com/Q/Do_all_electromagnetic_waves_travel_at_the_same_rate

Wouter van Ooijen
2011-09-25 22:19:19 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Aby podważyć argument znajomych, zacznij od pojedynczego wzmacniacza małej mocy. Zgadza się, że to działa szybko. Teraz weź 1000 takich wzmacniaczy i połącz ich wyjścia razem. Oczywiście każdy z nich będzie działał tak samo szybko jak pojedynczy, więc łącznie działają równie szybko.

Założenie jest błędne; Wzmacniacze „małej mocy” również nie są „natychmiastowe”.
Przeczytaj ponownie pierwsze zdanie pytania.
Obie strony debaty są w głębokim błędzie - „Zgadza się na przykład z tym, że typowy domowy wzmacniacz audio działa natychmiastowo”. - wskazuje, że nikt nie rozumie, o czym mówi.
To prawda, ale argument „ponieważ działają z bardzo dużymi mocami” nadal można obalić prostym rozumowaniem - nie jest potrzebna głęboka znajomość elektroniki.
Olin Lathrop
2011-09-26 01:24:59 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Wydaje się, że istnieje ta fiksacja na temat szybkości poruszania się elektronów lub sygnałów w przewodzie. Stanowi to fundamentalną dolną granicę opóźnienia propagacji przez wzmacniacz, ale w większości wzmacniaczy jest ona obciążona innymi opóźnieniami. Poszczególne aktywne elementy wzmacniacza będą miały większe opóźnienie, a wtedy wystąpi opóźnienie związane z szerokością pasma wzmacniacza. Zwykle na ścieżce znajdują się celowe ograniczniki przepustowości, które reprezentują największe opóźnienie wejścia do wyjścia.

Przyczyną celowych ograniczników przepustowości jest uczynienie go przewidywalnym. Poszczególne tranzystory lub inne aktywne urządzenia mogą się znacznie różnić. Urządzenie wybiera się tak, aby nadal dobrze działało do zamierzonej wyższej częstotliwości lub szerokości pasma. Ograniczniki szerokości pasma lub częstotliwości gwarantują wówczas, że aktywne urządzenia są prezentowane tylko z częstotliwościami, które mogą obsłużyć. Jeśli nadasz im częstotliwości spoza tego zakresu, mogą wystąpić wszelkiego rodzaju niepożądane efekty nieliniowe.

W szczególności nadajnik radiowy ma bardzo starannie dostrojone i zwykle ostre odcinanie pasma ograniczające jego modulowany sygnał. Są ku temu powody praktyczne, ale także prawne. Widmo transmitowanego sygnału zależy częściowo od szerokości pasma sygnału modulującego i istnieją wymagania prawne dotyczące tego, jak szerokie może być to pasmo. Gdyby modulowany sygnał nie był ograniczany szerokością pasma w nadajniku, to promieniowany sygnał rozchodziłby się z przypisanego pasma do pasma przypisanego do innej stacji, co oczywiście jest niedozwolone. wejście nadajnika radiowego do nadawanego sygnału zawsze ma pewne opóźnienie z różnych powodów.

smashtastic
2010-10-16 17:38:18 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Żadne wzmacniacze i nadajniki stacji radiowych nie pracują z prędkością dźwięku, stąd na drugim końcu słychać radio, podczas gdy wzmacniacze i nadajniki telewizyjne działają z prędkością światła, jak widać na obrazkach na drugim końcu. ...

(przepraszam, nie mogłem pomóc, ale dodałem swój suchy humor, ponieważ na pytanie udzielono już prawidłowej odpowiedzi)

Nie chcę zachęcać do tych odpowiedzi pozytywnym głosem, ale podobało mi się to, więc mentalne +1 dla Ciebie. Prawdopodobnie lepiej nadaje się jako komentarz :)


To pytanie i odpowiedź zostało automatycznie przetłumaczone z języka angielskiego.Oryginalna treść jest dostępna na stackexchange, za co dziękujemy za licencję cc by-sa 2.0, w ramach której jest rozpowszechniana.
Loading...