ELEMENTY ELEKTRONICZNE

Transkrypt

1 AKADMA GÓNZO-HTNZA M. STANSŁAWA STASZA W KAKOW Wydział nformayki, lekroniki i Telekomunikacji Kaedra lekroniki MNTY KTONZN dr inż. Pior Dziurdzia paw. -3, pokój 43; el , pior.dziurdzia@agh.edu.pl dr inż. reneusz Brzozowski paw. -3, pokój 5; el , ireneusz.brzozowski@agh.edu.pl Dwa kawałki druu W obwodzie elekrycznym: o samo? +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne

2 WKA WKA o: dwukońcówkowy (dwójnik) elemen bierny zachowawczy (konserwaywny) zdolny do gromadzenia energii w polu magneycznym, jego podsawowym paramerem jes indukcyjność +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 4

3 NDKYJNOŚĆ i u di u d indukcyjność własna, - srumień skojarzony z cewką, i - prąd płynący przez cewkę u napięcie cewki (warość chwilowa), czas napięcie jes proporcjonalne do szybkości zmian prądu +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 5 WKA w OBWODZ KTYZNYM P d 0 w sanie usalonym +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 6 3

4 WKA w OBWODZ KTYZNYM P d 0 w sanie usalonym W układzie rzeczywisym napięcie wzrośnie do akiej warości, kóra pozwoli na przepływ prądu nasąpi przebicie i uszkodzenie układu po owarciu klucza dla cewki idealnej +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 7 WKA w OBWODZ KTYZNYM P d 0 w sanie usalonym +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 8 4

5 WKA w OBWODZ KTYZNYM P d 0 w sanie usalonym W ym układzie napięcie wzrośnie do warości, a prąd będzie malał wykładniczo cewka rozładuje się przez po owarciu klucza e e sała czasowa: +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 9 WKA DANA Jeżeli: d o: Dla: cons. 0 Dla: Asin Acos +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 0 5

6 WKA NDANA dla sygnałów zmiennych sinusoidalnych napięcia i prądy możemy przedsawić w posaci wekorów Dobroć cewki Q +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka WKA ZYSTO KŁADY W OBWODAH PĄD STAŁGO KŁAD AŁKJĄY KŁAD ÓŻNZKJĄY di u u, du u u s u i s s du du u s s s s +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 6

7 WKA ZYSTO ODPOWDŹ KŁADÓW NA POBDZN SYGNAŁM POSTOKĄTNYM STAN NSTAONY KŁAD AŁKJĄY KŁAD ÓŻNZKJĄY τ τ e e +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 3 Waro zapamięać dla prąd jes proporcjonalny do napięcia dla napięcie jes proporcjonalne do szybkości zmian prądu d +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 4 7

8 KONDNSATO +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 5 KONDNSATO Dla kondensaora płaskiego: przenikalność elekryczna próżni względna przenikalność elekryczna dielekryka powierzchnia płyek S pojemność kondensaora odległość między płykami 0 rs d d +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 6 8

9 KONDNSATOY kondensaory ceramiczne, foliowe, papierowe kondensaory elekroliyczne PAAMTY: - napięcie znamionowe N - sraność g δ - olerancja % - warość pojemności Najczęściej spoykane jednoski: µf, nf, pf + +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 7 KONDNSATO o: dwukońcówkowy (dwójnik) elemen bierny zachowawczy (konserwaywny) zdolny do gromadzenia energii w polu elekrycznym, jego podsawowym paramerem jes pojemność +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - cewka 8 9

10 KONDNSATO Kondensaor idealny Q dq d WATO ZAPAMĘTAĆ dla prąd jes proporcjonalny do napięcia dla prąd jes proporcjonalny do szybkości zmian napięcia +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 9 KONDNSATO Kondensaor idealny Jeżeli: d o: Dla: cons. 0 Dla: Asin Acos +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 0 0

11 KONDNSATO Kondensaor nieidealny dla sygnałów zmiennych sinusoidalnych napięcia i prądy możemy przedsawić w posaci wekorów Sraność kondensaora g δ +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor KONDNSATO ZYSTO KŁADY W OBWODAH PĄD STAŁGO KŁAD AŁKJĄY KŁAD ÓŻNZKJĄY u s du u s s du du u s s s s +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor

12 KONDNSATO ZYSTO ODPOWDŹ KŁADÓW NA POBDZN SYGNAŁM POSTOKĄTNYM STAN NSTAONY KŁAD AŁKJĄY KŁAD ÓŻNZKJĄY τ τ e e +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 3 KONDNSATO ZYSTO ODPOWDŹ KŁADÓW NA POBDZN SYGNAŁM POSTOKĄTNYM STAN STAONY KŁAD AŁKJĄY T A czy =B? ak, jeżeli τ T B czy =A? czy =? ak, jeżeli τ>>t ak, jeżeli τ<<t +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 4

13 KONDNSATO ZYSTO ODPOWDŹ KŁADÓW NA POBDZN SYGNAŁM POSTOKĄTNYM STAN STAONY KŁAD ÓŻNZKJĄY T A czy =B? czy =A? czy =? ak, jeżeli τ T ak, jeżeli τ>>t ak, jeżeli τ<<t B +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 5 KŁAD AŁKJĄY i ÓŻNZKJĄY +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 6 3

14 Waro zapamięać dla prąd jes proporcjonalny do napięcia dla prąd jes proporcjonalny do szybkości zmian napięcia d dla napięcie jes proporcjonalne do szybkości zmian prądu d +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - 7 KONDNSATOY ZASTOSOWAN KONDNSATOÓW Dzięki zdolności do gromadzenia energii kondensaory wykazują bezwładność i pozwalają na porzymywanie chwilowych warości napięcia w układach w kórych wysępuje impulsowy pobór prądu (układy zasilające, przeciwzakłócające, ip.) W +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 8 4

15 KONDNSATOY ZASTOSOWAN KONDNSATOÓW KONDNSATOY SPZĘGAJĄ blokują przenikanie składowych sałych między źródłem sygnału (np. generaor) i wzmacniaczem oraz wzmacniaczem i odbiornikiem wzmocnionego sygnału (np. głośnik) Z[Ω] 0dB/dek π Z=f(f)=? f[hz] +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 9 KONDNSATOY ZASTOSOWAN KONDNSATOÓW KONDNSATOY DO FTÓW podsawowe elemeny w układach kszałujących charakerysyki częsoliwościowe (np. wzmacniaczy) Filr środkowoprzepusowy Filr górnoprzepusowy +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 30 5

16 KONDNSATOY ZASTOSOWAN KONDNSATOÓW KONDNSATOY w generaorach napięcia sinusoidalnego V f +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 3 KONDNSATOY a KONDNSATOY W KŁADAH ZASOWYH właściwość zależności napięciowo-prądowych w kondensaorach od czasu wykorzysywana jes między innymi do określania związków czasowych w generaorach przebiegów prosokąnych i piłokszałnych d b - a b K O O a - b a +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 3 6

17 KONDNSATOY KONDNSATOY WYKOZYSTYWAN Z SAONYM KŁADAM ZASOWYM np. z imerem 555 do układów przerzuników asabilnych i monosabilnych Przerzunik monosabilny Przerzunik asabilny 0, 9 f m f a,44 A B +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 33 KONDNSATOY GDZ KONDNSATOY (POJMNOŚ) PZSZKADZAJĄ? Pojemności między elekrodami ranzysorów ograniczają maksymalną częsoliwość pracy Bipolarny SYMBO JFT SHMAT MAŁOSYGNAŁOWY ZĘSTOTWOŚĆ GANZNA +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 34 7

18 KONDNSATOY GDZ KONDNSATOY (POJMNOŚ) PZSZKADZAJĄ? Pojemności pasożynicze ścieżek sygnałowych oraz wejść bramek cyfrowych powodują zwiększanie czasów propagacji A B N W układach MOS P f +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - kondensaor 35 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH +it 08 r. PD&B lekronika prakyczna - zasilanie elemenów elekronicznych 36 8

19 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH ŹÓDŁA NAPĘA AKMATO + V - +? V=V AKMATO V - mp3 V=V +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 37 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH AKMATO ŹÓDŁA NAPĘA + - W + - mp3 dealne źródło napięcia zeczywise źródło napięcia +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 38 9

20 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH ŹÓDŁA NAPĘA W + - V V W V +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 39 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH ŹÓDŁA PĄD dealne źródło prądu W zeczywise źródło prądu W V W W W V W +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 40 0

21 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH DZNK NAPĘA V V V= V= Jeżeli =9V, o gdy: = V= 4.5V? = V= 3.0V? = V= 6.0V? +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 4 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH DZNK NAPĘA =V V 9V 6V FM 3V +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 4

22 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH DZNK NAPĘA =V lub masa układu elekronicznego FM Wspólny poencjał układu uławia konsrukcję układów elekronicznych oraz ich schemaów. +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 43 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH DZNK NAPĘA ANKS KDY MOGĄ WYSTĄPĆ POBMY? W =V 3 4 Dzielnik pracuje poprawnie jeżeli: W (,,3,4) << i >> 4 +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 44

23 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH DZNK NAPĘA ANKS KDY MOGĄ WYSTĄPĆ POBMY? Przykład Przykład W W V V Niech: =0V, =0Ω, w=0 Ω Niech: =0V, =0Ω, w=0 Ω =0 Ω V= 3,33V? V= 5V? 3,33V +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 45 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH dzielnik napięcia obwód dualny dzielnik prądu +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 46 3

24 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH dzielnik napięcia wyprowadzenie wzoru Prąd w obwodzie wynosi: Spadki napięć na rezysorach: z prawa Ohma z prawa Ohma Za podsawiając wzór pierwszy orzymujemy: +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 47 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH dzielnik prądu wyprowadzenie wzoru Prawo Ohma: G Zaem napięcie w obwodzie wynosi: G G G, G G G G z prawa Ohma Podsawiając za napięcie orzymujemy: kondukancja, przewodność Powyższe zależności są dualne do ych dla dzielnika napięcia. G G G lub z rezysancjami:, +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 48 4

25 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH POTNJOMT DZNK NAPĘA O PŁYNNJ GAJ STOSNK NAPĘĆ Ścieżka oporowa wykonana jes z węgla, cermeu, plasiku lub zwojów druu oporowego Źródło: reaed wih The GMP, Pior Jaworski +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 49 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH POTNJOMT DZNK NAPĘA O PŁYNNJ GAJ STOSNK NAPĘĆ P +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 50 5

26 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH ZASAN KŁADÓW ZN 5V V Badany kład ZN źródło napięcia +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 5 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH ZASAN KŁADÓW ZN 5V V Badany kład ZN źródło napięcia +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 5 6

27 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH ZASAN KŁADÓW ZN 5V - + ZN 5V V -5V Badany kład +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 53 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH ZASAN KŁADÓW ZN 5V - + ZN 5V V -5V Badany kład +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 54 7

28 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH NAPĘ NPOAN ZN 5V - + V wy = 0 5V ZN źródło napięcia +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 55 ZASAN MNTÓW KŁADÓW KTONZNYH NAPĘ NPOAN ZN 5V - + Niech wy zmienia się w zakresie od 5 V do +5 V Jak zmodyfikować poprzedni układ? V wy = V ZN 5V - + ZN źródło napięcia +it 08 r. PD&B lemeny elekroniczne - zasilanie elemenów elekronicznych 56 8