А как же оно тикает?
11,304,841
15,067
|
Yura_L ( Слушатель ) |
| 08 авг 2009 22:51:39 |
Тред №135591
новая дискуссия Дискуссия 266Цитата: Midland
Или если спросить тоже самое в другой форме - если у меня есть передатчик с 1 ватт мощности, насколько далеко хаос-приемник может принять сигнал если обе стороны используют изотропную антенну?
Можно, я попытаюсь ответить.
Тут надо подходить с самых общих позиций, в смысле с позиций оптимального приема.
Священные книги говорят, что все определяется энергетическим потенциалом радиолинии, равном отношению мощности сигнала в точке приема к спектральной плотности шумов в этой же точке. Как нетрудно заметить, эта величина измеряется в дБГц. И что характерно, энергетический потенциал не зависит от типа модуляции или типа пприемного устройства, хаос- это система или еще какая.
Если этот потециал известен, то дальше вы можете им распоряжаться по своему усмотрению. Сама цифра энергетического потенциала, например, 40 дБГц, означает, что при полосе сигнала 1Гц обеспечивается соотношение сигнал/шум в этой полосе 40 дБ. Если полоса нужна шире, например, 1000 Гц, то соответственно на 30 дБ отношение сигнал/шум станет меньше, т.е. вы можете разменять отношение С/Ш на полосу, и соответственно, скорость передачи. При этом имеется в виду не полоса излучаемого сигнала, а именно полоса частот полезной информации, поскольку в итоге все сводится к ней, и более узкую полосу получить невозможно.
Теперь, собственно, расчет.
Изотропная передающая антенна создает плотность потока мощности на расстоянии R от точки излучения Pизл/(4*пи*R^2), т.е. вся мощность распределена по сфере радиусом R.
Чтобы вычислить мощность в точке приема, нужно задаться эффективной площадью антенны. Мощность сигнала в точке приема Pc = Pизл*Sa/(4*пи*R^2).
Спектральная мощность шумов зависят от типа антенны, условий приема и диапазона частот. Например, в диапазоне 1-2 ГГц спектральная плотность шумов составляет примерно -200 дБВт/Гц.
Излучаемая мощность - 1 Вт, или 0 дБВт, так что запас у нас 200 дБГц. Примем площадь антенны, эквивалентную площади круга радиусом 0.1м, это минус 20 дБ по отношению к квадратному метру. Четверка в знаменателе - это еще минус 6 дБ. Остается 174 дБГц.
Теперь задаемся требуемой величиной энергетического потенциала радиолинии, например, для ровного счета 34 дБГц. Значит, потери на расстояние составят 140 дБ, или 10^7 м, а это 10 000 км.
В принципе, в космических линиях связи так оно и есть.
ОТВЕТЫ (9)
|
|
Midland ( Слушатель ) |
| 10 авг 2009 19:16:28 |
Цитата: Yura_L от 08.08.2009 22:51:39
(в субботу ответил но АУ уже сьело сообщение)
Как оно считаеться по-классике я общих чертах помню.
Но что если есть способы выйти за пределы святых книг???
Например, способ которым Интел и другие (см пост выше) передают энергию на расстояние в классику тоже не вписываеться. Но - работает. Факт данный нам в ощущение:-). Так может и тут есть некий способ?
|
rommel.lst ( Слушатель ) |
| 10 авг 2009 22:50:53 |
Цитата: Midland от 10.08.2009 19:16:28
То, что пишут интелловцы по приведенной вами ссылке, это, ИМХО, использование направленной антенны, и в итоге на малых расстояниях (а они пробуют на несколько футов) закон обратных квадратов вроде бы не выполняется. ???
|
|
Midland ( Слушатель ) |
| 11 авг 2009 08:34:22 |
Цитата: rommel.ua от 10.08.2009 22:50:53
Может быть и да, но скорее - это что-то другое.
Вот, кстати нашел другую ссылку на что-то подобное, с гораздо большим числом деталей: http://web.mit.edu/n…-0607.html
Они передавали 60 ватт на расстояние 2 метра. В статье написано что система работает на магнитной связи ресонансных контуров, что и позволяет передавать энергию с высокой эффективностью. Особо подчеркиваеться что это не обычная передача энергии излучением. Но расстояние (2 метра) впечатляет - это совсем не стандартная магнитная связь между катушками (та работает на несколько сантиметров, в лучшем случае).
Это все выглядит подозрительно похоже на эксперименты Теслы. Если кто не знает - Тесла передавал приличную мошность (сотни ватт) на 40 километров. Факт широко известный (есть даже фотографии), но как это было сделано - никто не знает. Причем Тесла говорил именно что о резонансе.
...
Просто мысль - если действительно можно передавать энергию на дальнее расстояние с малыми потерями, фактически это означает что появляеться (гораздо более эффективная) альтернатива классическим методам передачи информации через радиоканал. Я подозреваю что уравнения Шеннона будет работать по-прежнему, но вот эффективность систем передачи информации возрастет колоссально. Если конечто это все действительно работает.
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 11 авг 2009 11:52:35 |
Угу...Цитата: Midland от 11.08.2009 08:34:22
Там вообще-то даны все необходимые для ясности параметры: рабочая частота несколько мегагерц, расстояние 7 футов (2 метра) (т.е. явно меньше 1/6 длины волны), КПД - 40%. Поле в ближней зоне лучше всего описывается индукционной моделью (а не радиационной), а для неё - это более чем реалистично (за счёт обратного влияния приёмной катушки на передающую). Кстати, если уж Вы о катушках Теслы помянули - то именно так связаны первичный и вторичный контура в его классической схеме (как Вы помните, даже при желании сделать девайс максимально компактным, приближать первичную обмотку к основанию вторичной ближе её диаметра - крайне не рекомендуется (и не во избежание пробоя, а просто работать не будет...
). Почему, собсно, он первичку вокруг своей башни мотал на ограде, отстоящей от неё метров на ...надцать).
|
|
Midland ( Слушатель ) |
| 11 авг 2009 18:31:41 |
Цитата: Мимохожий от 11.08.2009 11:52:35
Спасибо Мимохожий.
Интересно как они добились хорошего КПД при небольшом размере катушки (я видел фотографию в другой статье (немогу найти ссылку), катушка была небольшая - с полметра. Также статья специально упоминает что эта система отличаеться от стандартной магнитной связи (статья говорит что для стандартной магнитной связи передача энергии на этом расстоянии будет в миллион раз меньше). Так что в этой системе есть нечно необычное.
Тут что интересно - безпроводно передавать энергию пытались давно (золотое дно для всяких лэптопов и прочих гаджетов), но это не удавалось, насколько я понимаю - из-за размера катушек и величины потерь. Этим деятелям как-то это удалось, и это как-то связано с резонансом. Еще интересный момент - предотвращение потерь на нагрев посторонних предметов. В статье про интел даже был вопрос об этом, и они сказали что будет работать даже если есть посторонние предметы между приемником и передатчиком. (кстати, стандартная индуктивная свяь так работать не будет).
Кстати, если кто-то сможет повторить результат - это может быть очень ценный патент (если конечно не конфликтует с MIT патентами) - это золотое дно для гаджетов. Так что если есть желание и все действительно так просто:-)
Отн Теслы - передача энергии была между двумя устройствами, разнесенными на 40 километров. Согласитесь, это в общем-то нечто другое чем просто две обмотки на катушке.
Успехов
P.S. Кстати меня вполне можно называть на ты - проще и привычнее.
|
|
Мимохожий ( Слушатель ) |
| 11 авг 2009 20:04:20 |
Ну, значит у них какая-то особенная массачусетская физика в ходу, если "в миллион"...Цитата: Midland от 11.08.2009 18:31:41
Многими поколениями студентов "Большой тройки" ( М(ФТИ), МИФИ, ф/ф МГУ) опытным путём установлено, что рамка в пару квадратных метров, повешенная на наружную стену аудитории, в которой проходит экзамен, при закачке в неё всего-то сотни ватт позволяет с рамки в 0,15 квадрата (больше, увы, на спине не помещается...
) снять минимум 50 мвт в любой точке аудитории более-менее вменяемых размеров. И это - на звуковых частотах и при полосе минимум в четыре октавы, то бишь - о резонансе речь не идёт (а вот, к примеру, о метровой кирпичной стене между этими катушками - иногда ещё как... ). Так что насчёт "стандартной магнитной связи" у товарищей ...хм-м... проблемы с оценкой велчичны индуктивной связи таких катушек, которые они изволили сфотографировать (кстати, не поленитесь слазить вот сюда: http://www.toroid.ru/kalantarovPL.html , конкретно - в главы 7.7 и 7.9... Как, ничего не напоминает? ).Ну, не "как-то" а прямо и непосредственно...Цитата: Midland от 11.08.2009 18:31:41
давным-давно, ещё в ). Как Вы сами понимаете, связь в таком ПФ была исключительно индуктивная, и коэффициент её вне полосы при семи контурах падал минимум на три порядка (60 Дб)... Так что эффект этот известен достаточно давно... Ну, это - в основном вопрос рабочей частоты...Цитата: Midland от 11.08.2009 18:31:41
А она у них от микроволновочных 2,45 ГГц - весьма сильно отличается... Низкочастотная - работает ещё как (проверено экспериментально, см. выше). Если конечно "предметом" не считать стальной лист в несколько миллиметров и площадью сильно больше катушки...Цитата: Midland от 11.08.2009 18:31:41
Лас-Вегас, январь 2007, CES (Consumer Electronics Show)... Фирмой Fulton совместно с Visteon и Motorola была продемонстрирована свежезапатентованная технология eCoupled...Цитата: Midland от 11.08.2009 18:31:41
Передающая антенна у них была площадью в 20 кв. дюймов, приёмная - в 2. При расстоянии между антеннами меньше дюйма - потери были менее 2% (т.е. КПД - в районе 98%, а не 40, как у массачусетского народца ). При расстоянии в полтора фута - потери возрастали в 20-25 раз (т.е. КПД всё равно оставался выше, чем 40%), но система оставалась работоспособной. Так что увы, но "всё уже украдено до нас" (ц)...
Стоп-стоп-стоп...Цитата: Midland от 11.08.2009 18:31:41
Я говорю не про опыты Теслы по передаче энергии на расстоянии (там слишком уж много неясных мест, и до сих пор не только разработать теорию, но хотя бы более-менее устойчиво воспроизвести объявленные им результаты пока, насколько мне известно, ещё никому не удалось), а всего-навсего о конструкции его резонансного трансформатора. И в нём связь первичного контура (обмотка-конденсатор-разрядник) со вторичным (вторичка плюс собственная ёмкость тороида, живущего "на голове" у КТ) - именно индуктивная и резонансная к тому же, в результате чего КПД процесса "накачки" вторички энергией - вполне пристойный, даром, что коэффициент связи по магнитному потоку первички со вторичкой - ну оч сильно меньше единицы...
"Рад бы в рай -Цитата: Midland от 11.08.2009 18:31:41
Не принимайте, пожалуйста, обращение "на Вы" за желание ...хм-м... как-то дистанцироваться, и.т.д. - это просто вредный рефлекс, выработавшийся при писании туевой хучи всяческих бумажек разной степени коммерческости и официальности (которые мне, увы, приходится достаточно часто плодить). Давить его достаточно долго и нудно, и - один чёрт, буду периодически сбиваться (по крайней мере, на первых порах), и тем самым - вводить Вас в излишние раздумья на ровном месте (типа "Я понял: это намек, я все ловлю на летy, Hо непонятно: что конкpетно ты имела в видy?" (ц)..,
). Так что, наверное, проще объяснить причины этого и не париться не по делу (причём - обеим сторонам... ).
|
|
Midland ( Слушатель ) |
| 12 авг 2009 05:54:17 |
Цитата: Мимохожий от 11.08.2009 20:04:20
Спасибо за подробный ответ.
Я все-таки думаю что то, что сделали в MIT сильно отличаеться от передачи (звукового) сигнала через индукцию. КПД сильно другой. 50 милливат от ста ватт - это ослабление в 2000 раз, для передачи энергии такое даже близко не подходит. Кстати, вместо петли на спине надо было ставить ферритовую антенку - гораздо компактней. Когда мне было лет 12 я так тоже делал - ферритовая антенка, маленький УЗЧ, петля провода вокруг комнаты -> беспроводные наушники.
eCoupled тоже другая технология - они передают энергию на очень маленькие расстояния, требуеться специальный коврик (на него надо ставить девайсы для зарядки). Что и делает такую технологию не очень то интересной. Золотое дно было бы "true" беспроводная зарядка - вроде сидит человек дома или в офисе с лэптопом, и просто работет. Без провода к розетке. И на расстоянии несколько метров от зарядки. Если такое реализовать (и запатентовать) - технологию купят мгновенно. Так что если вы можете такую штуку сделать - я бы советовал попробовать (серьезно).
С посторонними предметами в поле тоже не все в порядке. При стандартной индуктивной связи внесение короткозамкнутого витка в поле будет приводить к большим неприятностям. Он начнет жрать энергию и греться. Для зарядки с зоной действия в комнату - это серьезная проблема.
Скорее это ближе к старым ДПФ которые были упомянуты - два резонансных контура, индуктивно связанные. Но потери в таких контурах все-таки были не маленькие, и расстояния были намного поменьше. Но в общем похоже.
С Теслой все непонятно. Результаты вроде были, но повторить не удаеться. Но в общем и целом это как-то похоже. Кстати, у Теслы были всякие теории для этого дела, в основном построенные на емкостной связи и использовании ионосферы как проводника. Он тоже (вроде) использовал настроенные контуры передатчика/приемника.
p.s. вы/ты меня совершенно не напрягает. Просто много лет пишу всякое разное практически только на английском, как-то привык к простому стилю. А тут на вы, да еще с большой буквы
|
|
Yura_L ( Слушатель ) |
| 12 авг 2009 08:00:45 |
Цитата: Midland от 12.08.2009 05:54:17
Вот и хотелось бы ознакомиться с теорией Теслы по передаче энергии на значительные расстояния. Много говорят, что результаты были, но как он это делал, никто путем не знает, и поэтому повторить не могут.
Ионосферу использовать в качестве проводника - сомневаюсь я, что получится. Во-первых, она хоть и проводящая среда, но до проводимости, скажем, меди ей очень далеко. Лучше для этого использовать соленую воду океана.
И во-вторых, энергию в ионосферу (или в океан) закачать, наверное, можно. Но как ее собрать оттуда без потерь?
По-видимому, это слабое место всех способов передачи энергии через пространство. С проводами проще - источник и нагрузка связаны практически на 100% и передача энергии производится через электрический ток, сколько энергии произвел источник, столько же ее потребилось в нагрузке, за исключением потерь в проводах. Или, скорее наоборот - сколько энергии потребляется в нагрузке, столько ее и выкачивается из источника. К примеру, если нагрузки нет, то и источник ничего не выдает.
А с передачей энергии без проводов, к примеру, через излучение - там все по-другому. Индуктивная или емкостная связь - не считается, там нагрузка тоже сильно влияет на источник (вносит сопротивление в первичный контур). И такая связь имеет место только в ближне зоне, т.е порядка длины волны. При излучении энергии - раз излучили, обратно не вернешь, дошла энергия до нагрузки или нет. В дальней зоне излучения потребитель никак не влияет на источник. А вот принять всю излученную энергию - проблема.
Даже просто при приеме сигнала зачем делается согласование? Для того, чтобы получить максимум энергии. А это достигается, когда сопротивления источника и нагрузки равны, точнее, комплексно сопряжены. И тогда максимально возможный КПД составляет 50%.
|
|
Midland ( Слушатель ) |
| 14 авг 2009 21:48:25 |
Цитата: Yura_L от 12.08.2009 08:00:45
(прошу прощения за задержку с ответом)
Я согласен, с Тесловской передачей энергии работать должно как-то по-другому. Проблема с Теслой и передачей энергии - оно же как-то работало. Многие видели, даже фотографии есть.
Одна из вариаций которую я читал - Тесла предлагал использовать Землю как один из проводников и Ионосферу как другой.
В своей лаборатории Тесла пробовал создавать переменное поле которое заполняет всю комнату, просто путем установки одного электрода на потолке и второго электрода на полу, и подведения переменного высоковольтного напряжения к ним. При такой системе газоразрядная лампа светилась в любом месте комнаты, без каких-либо проводов.
Насколько я понимаю, Тесла предлагал создать похожую систему в глобальных масштабах, используя Землю как один из проводников и Ионосферу как другой. По его идее это бы позволило снимать энергию в любой точке земли.
Проблему предотвращения потерь энергии он похоже решал путем использования резонансных контуров. (аналогия с системой из MIT)
Поскольку Тесла использовал относительно низкочастотный сигнал (килогерцы и десятки килогерц), расстояние до ионосферы можно рассматривать как near field.
Тесла кроме того утверждал что если настроиться на собственные резонансные частоты Ионосферы (по-Тесле это около 25 килогерц), эффективность будет вполне хорошей.