etr2 ukadw przeksztacajcych, Studia, Studia, 2 rok, etr, sprawka, układy przekształcające
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->1. Narysować schemat i omówić działanie prostego układu całkującego. Dla jakich warunkówpracy działanie układu odzwierciedla funkcję matematyczną?Idealny układ całkujący przekształca napięcie wejściowe u1(t) w napięcie u2(t) proporcjonalnie do całki:t1u2(t)�½ku1(t)dtlub operatorowou2(s)�½u1(s). Napięcie wyjściowe nie narasta liniowo, jak przysidealnym całkowaniu a wg krzywej wykładniczej. Oczywiście operacja całkowania obarczona jestpewnymi błędami. Tak więc, przy zastosowaniu tego układu można całkować poprawnie w ściśleokreślonych warunkach. Dążyć należy przede wszystkim do stosowania dużych stałych czasowychukładu. Znacznie lepsze całkowanie uzyskać można stosując poza elementami RC wzmacniacz11operacyjny (ilustracja wyżej). W takim układzie wzmocnienie wyraża się wzoremku�½ i�½sRCspokrywa się ze wzorem odpowiadającym idealnemu całkowaniu.2. Narysować schemat i omówić działanie prostego układu różniczkującego. Dla jakichwarunków pracy działanie układu odzwierciedla funkcję matematyczną?Idealny układ różniczkujący przekształca napięcie wejściowe u1(t) w napięcie u2(t) proporcjonalnie dodu(t)różniczki:u2(t)�½k1lub operatorowou2(s)�½su1(s). Poprawę różniczkowania można zapewnićdtprzy dostatecznie małej stałej czasowej układu, a także stosując wzmacniacz operacyjny w układzie,wtedy wzmocnienie wyraża się wzoremku�½ sRC�½ s. Jednak wzmacniacz nie może zrealizowaćimpulsu Diraca.3. Narysować schemat i omówić zasadę pracy prostego ogranicznika napięcia: „od góry”, „oddołu”, i „dwustronnego”. Układy z baterią i diodami Zenera.A-odgóryB-oddołuOgranicznikami nazywa się układy, które służą do przenoszenia ze stałym wzmocnieniem (możliwie bezzniekształceń) sygnału wejściowego wtedy, gdy chwilowe wartości tego sygnału znajdują się w pewnymustalonym przedziale oraz silnie tłumią dany sygnał wtedy, gdy jego chwilowe wartości wykraczają pozaten wcześniej przyjęty, ustalony przedział. Ograniczniki mają zastosowanie w układach elektronicznychzabezpieczając ich wejścia przed uszkodzeniem w przypadku pojawienia się nieoczekiwanie dużegosygnału wejściowego. Żeby ogranicznik pracował poprawnie musi być spełniony warunek: wartośćrezystancji R powinna być znacznie większa od rezystancji RFdiody w kierunku przewodzenia orazznacznie mniejsza od rezystancji tejże samej diody, ale spolaryzowanej w kierunku zaporowym. Wadątego ogranicznika jest jego mała skuteczność wynikające z nieidealnych parametrów diody Zenera(niezerowej rezystancji RFi skończonej rezystancji RZ). W ograniczniku„dwustronnym”wyjściowenapięcia ograniczające są każdorazowo sumą spadku napięcia (UF) na diodzie, która w danej chwilispolaryzowana jest w kierunku przewodzenia oraz spadku napięcia na drugiej diodzie, na której odkładasię napięcie Zenera UZ.4. Podać zasadę działania układu Schmitta; potraktować go jako „czarną skrzynkę”. Możliwecharakterystyki przejściowe.Układ Schmitta jest dwustopniowym wzmacniaczem rezystancyjnym z dodatnim sprzężeniem zwrotnymzrealizowanym na wspólnym dla obu stopni rezystorze emiterowym RE. O przewodzeniu lub zatkaniutranzystorów w układzie decyduje wartość napięcia wejściowego U1. Jeśli U1, będące jednocześnienapięciem bazy tranzystora T1, wzrasta liniowo, to początkowo ten tranzystor jest zatkany i nie przewodziprądu iC1. Wówczas napięcie na jego kolektorze jest duże i wynosi EC. Napięcie to, poprzez dzielnikutworzony przez rezystory R1, R2, podawane jest na bazę tranzystora T2, który przewodzi duży prąd. Prądten powoduje powstanie spadku napięcia na rezystorze RE. Napięcie to UE2, będące napięciem sprzężeniazwrotnego, podtrzymuje stan zatkania tranzystora T1. Przy powiększaniu napięcia wejściowego U1pojawia się prąd kolektora pierwszego tranzystora, zmniejsza się napięcie UC1, a więc zmniejsza sięwysterowanie tranzystora T2. W momencie, gdy napięcie wejściowe przekroczy wartość napięcia UE2ookoło 0,5V, następuje przerzut w drugi stan pracy układu, duży prąd przewodzi tranzystor T1, a zatkanyjest tranzystor T2. Powtórny przerzut, tzn. zatkanie tranzystora T1i przewodzenie T2następuje wówczas,gdy wskutek zmniejszenia wartości U1napięcie na bazie tranzystora T2osiąga napięcie UE1– ok. 0,5V.Tranzystor T2Zaczyna przewodzić i następuje szybki proces regeneracyjny, dzięki dużemu wzmocnieniudwustopniowego wzmacniacza. Układ Schmitta wykazuje histerezę dzięki odpowiedniemu doborowiparametrów elementów i występowaniu opisanego wyżej sprzężenia zwrotnego.5. Do czego wykorzystuje się histerezę układu Schmitta?Układ Schmitta wykazuje histerezę dzięki odpowiedniemu doborowi parametrów elementów iwystępowaniu sprzężenia zwrotnego. Takie własności układu pozwalają na wykorzystanie go jakokształtującego przebieg prostokątny z przebiegu wejściowego. Układy Schmitta znajdują bardzo wieleróżnorakich zastosowań, m. in. jako indykatory przejścia przebiegu wejściowego przez określony poziom.Ze względu na ich powszechność stosowania opracowano szereg różnych rozwiązań tych układów, np.przerzutnik Schmitta SN 7413.6. Omówić zasadę działania układu przekształcającego nieliniowo o charakterystyceodcinkowej. Do czego się go wykorzystuje?Przykładem układu przekształcającego nieliniowo jest multiwibrator astabilny. Jest to układ stworzony zdwustopniowego wzmacniacza RC, w którym sygnał wyjściowy z drugiego stopnia jest podawanybezpośrednio na wejście pierwszego stopnia. Jest to generator przebiegu prostokątnego. Przesunięcie fazysygnału w jednym stopniu wzmacniacza wynosi 180o, a w dwóch 360o, tak że sygnał na wyjściu układujest w fazie z sygnałem wejściowym. Tak więc w układzie zapewnione jest silne dodatnie sprzężeniezwrotne. Jest ono realizowane dla bardzo wielu częstotliwości. Dlatego też na wyjściu układu powstajeprzebieg będący sumą wielu częstotliwości harmonicznych – przebieg prostokątny. Praca multiwibratorapolega na okresowej zmianie stanów przewodzenia i nieprzewodzenia tranzystorów. W czasie, kiedyjeden tranzystor przewodzi, drugi jest zatkany. Zjawiska te wynikają z cyklicznych procesów ładowania irozładowania kondensatorów C1i C2. Multiwibratory astabilne są stosowane jako źródła napięciaprostokątnego w zakresie częstotliwości od ułamków Hz do kilkudziesięciu MHz.7. Na czym polega działanie układu całkującego jako częstościomierza? Równanie napięcia nakondensatorze w funkcji częstotliwości.Częstościomierz- urządzenie do pomiaru częstotliwości, zazwyczaj częstotliwości zmian napięciaelektrycznego. Układ RC zachowuje się jak układ całkujący jedynie w sytuacji, gdy kondensator jestrozładowany, czyli gdy vout(t) = 0.Równanie napięcia na kondensatorze w funkcji częstotliwości wyraża się wzorem:t1vout(t)�½vout()vin()dRC
[ Pobierz całość w formacie PDF ]