טעינת מדידה, גיינס מגבר ותגובה לגלאי
הוצג| English | משמעות |
|---|---|
| dead time/ded taɪm/ | זמן מת |
| input impedance/ˈɪnpʊt ɪmˈpiːdəns/ | התנגדות כניסה |
החלטה לפני תשובה
- מד וולט משנה את המעגל שהוא נמדד; הקריאה היא מתח מחלק, לא מתח מעגל פתוח.
- המטרה שלך: לחשב עומס מדידה מתוך התנגדויות סופיות של מד ומקור.
דגם את המדידה
- דגם את המעגל הנמדד כמקור ת'יבני V_th עם התנגדות R_th והמכשיר כהתנגדות כניסה R_m. הקריאה היא V_th·R_m/(R_m+R_th), עם אותו סימן כמו V_th וגודל שאינו גדול יותר מ-|V_th| להתנגדויות חיוביות.
- מקור 10 V עם R_th=100 kΩ שנמדד על ידי מד 1 MΩ נותן 10×(1/1.1)=9.09 V, סטיית נמוכה ב-9%. חלון 10× מריד אות רצף להגברת התנגדות הכניסה האפקטיבית ומחלק את האות לעשר; ציטט את שני ההשפעות.
A 12 V source with internal resistance 200 kΩ is measured by a voltmeter with input resistance 1 MΩ. The meter reads:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Divider: 12×(1.0/1.2)=10.0 V; the finite meter loads the source.
הגדר מגע וסף תדר
- שלב אופ-אמפ לא-הופך אידיאלי יש לו מגע 1+R2/R1; שלב הופך יש לו −R2/R1, כאשר הסימן מועבר במפורש.
- מסנן RC נמוך-תדר בדרגה ראשונה יש לו סף תדר f_c=1/(2πRC); יחס ההיכמות שלו הוא 1/sqrt(1+(f/f_c)²) והפאזה שלו היא −arctan(f/f_c). ב-f=f_c ההיכמות היא 1/√2 (נקודת ה-3 dB), לא חצי. עבור R=1 kΩ ו-C=100 nF, f_c≈1.59 kHz.
A first-order RC low-pass driven exactly at its cutoff frequency passes an amplitude fraction of:
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
1/sqrt(1+(f/f_c)²)=1/√2 at f=f_c, the −3 dB point.
דרג את הגלאי
- יעילות גלאי ε היא אירועים שנרשמו חלוקה לאירועים נופלים; רזולוציית אנרגיה מצוינת כ-FWHM/E, כמו 13.2 keV בקו של 662 keV, בערך 2%.
- גלאי שאינו מקבל (non-paralyzable) עם זמן מת τ מקליט m=n/(1+nτ) מהקצב האמיתי n; הפיכה נותנת n=m/(1−mτ), שנוכש מתי mτ→1. ציין איזה מודל זמן מת הנחה; התנהגות מקבלת (paralyzable) שונה.
מקור מתח 12 V עם התנגדות פנימית 200 kΩ הנמדד על ידי מד 1 MΩ מציג 12×(1/1.2)=10.0 V. מסנן RC עם תדר חצי-העוצמה f_c=1 kHz המונע ב-st 2 kHz מעביר עוצמת 1/√5≈0.447. סופר עם τ=10 μs בקצב אמיתי 10⁴ /s מקליט 9091 /s; הקלט של 8000 /s עם τ=20 μs מעלה כי n=8000/(1−0.16)≈9524 /s.
An ideal non-inverting op-amp stage with R1=1 kΩ and R2=9 kΩ has gain ____.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
1+R2/R1=1+9=10.
קלבן עם הגבלותיו
- כיול ליניארי נגד סטנדרטים ידועים יכול לתקן סטייה וטעות סקאלה; הוא אינו מסיר רעש ואינו מבטיח תיקון של אי-ליניאריות. עקומת כיול מפתחת ערכים מוצגים לערכים אמיתיים; אינטרפולציה בין נקודות מניחה חלקיות מקומית.
- דווח על רזולוציה ועל יעילות בנפרד: שיאים חדדים עם יעילות גרועה עדיין מחמיצים אירועים, ויעילות גבוהה עם רזולוציה רחבה עדיין מערבבת קווים סמוכים.
התייחסות ל-cutoff 1/√2 כחצי אחד, התעלמות מכך שמד סופי קורא נמוך דרך המחלק, או יישום תיקון גלאי שאינו מקבל מחוץ לתחום החוקיות שלו.
איזו תשובה מתאימה למקרה זה?
מחשב העמסת מדידה ממנגנוני מטר וממקור סופיים
Increasing a detector dead time increases the recorded count rate at fixed true rate.
Difficulty 1/5 · 100 coins + a small bonus on first completion today
Dead time removes events: m=n/(1+nτ) falls as τ grows.
שמרו על ההבחנות
- זמן מת — המרווח הזמני המינימלי לאחר אירוע שנרשם במהלךו הגלאי אינו יכול לקלוט אירוע נוסף.
- התנגדות כניסה — העומת האפקטיבי שהמכשיר המודד מטיל על המעגל הנבדק.
- חשב את עומס המדידה מהתנגדויות סופיות של מד ומקור.
- קבע הגברת מגבר פשוטה ותגובת מסנן מסדר ראשון.
- פרש יעילות גלאי, רזולוציה, זמן מת ושיפוע קליברציה.
Match each term with its precise meaning in this lesson.
Difficulty 2/5 · 140 coins + a small bonus on first completion today
Keep the distinctions stated in the teaching example.
Put this lesson’s reasoning or event sequence in order.
Difficulty 3/5 · 200 coins + a small bonus on first completion today
The order follows the stated process; check each stage before the next.