TRANZYSTORY POLOWE Z IZOLOWANĄ BRAMKĄ

Transkrypt

1 4-3-9 TANZYSTOY POLOW TANZYSTOY POLOW ZŁĄCZOW (Jucio Field ffec Trasisors) ezysacja wejściowa (GAT SOC) razysora sięga 9 TANZYSTOY POLOW Z ZOLOWANĄ BAMKĄ solaed Gae Field ffec Trasisors Meal Oxide Semicoducor Field ffec Trasisors (MOSFT) Opór bramki względem podłoża sięga - 4 razysory MOSFT w wersjach: wsępie owary lub wsępie zamkięy

2 4-3-9 ZJAWSKA LNOW NLNOW X przyczya () > POCS > X skuek () X s X s X p X p Proces liiowy: X s ()k*x p () Proces ieliiowy: X s () ieliiowa fukcja [X p ()] ezysory, kodesaory i cewki o elemey liiowe (w dobrym przybliżeiu) Większość elemeów elekroiczych o elemey ieliiowe. Przykłady: diody, razysory, yrysory, lampy elekroowe id. Liiowy Nieliiowy f ( ) + ( ) cos + ( ) cos

3 4-3-9 f ( ) Nieliiowe układy elekrycze eleme ieliiowy X r d f ( ) rezysacja zwykła: r d X rezysacja różiczkowa (dyamicza): dla elemeów ieliiowych: X X d d r d X X X w elemeach ieliiowych ampliuda aężeia prądu ie jes liiową fukcją ampliudy apięcia w ogólości wyraża się wielomiaem: s ZJAWSKA NLNOW X przyczya () > POCS > X skuek () Proces ieliiowy (przykład): X s ()k*[x p ()+ε*x p ()] ε<< Założeie: X p () cos() X s X s () k*[cos() + ε*cos ()] X S ε ε ( ) k[cos + + cos()] cos θ ( + cosθ ) W procesie ieliiowym powsała fala o dwóch składowych częsości: podsawowej: drugiej harmoiczej: sała ε/ przesuięcie warości średiej wyprosowaie (rekyfikacja) Procesy ieliiowe dodakowe częsości X p 3

4 4-3-9 Mieszaie częsości w układzie ieliiowym (przykład) ( ) A cos + B cos X p POCS NLNOWY: X s ()k*[x p ()+ε*x p ()] ε<< X ( ) k X s k X ( ) + k ε( A p p ( ) + k ε( Acos + Bcos ) cos + B cos + ABcos cos ) AB[cos( + ) + cos( ) ] składowe sygału X s :,,,, +, modulacja ampliudy u() π π jeśli zaczie większe od (ale porówywale) modulacja ampliudy fali o częsości z częsością C ( ) cos czas fukcja modulacji ampliudy fali podsawowej a WDMO SYGNAŁ, SKŁADOW HAMONCZN Twierdzeie Fouriera : jeżeli fukcja u() jes periodycza o okresie T, o moża ją przedsawić w posaci sumy szeregu harmoiczego: T ) T T u( ) a u( d o cos( ) + b si( ) + a T a T Po przekszałceiach i podsawieiu: u ( )cos( ) d T C a + b Każdą fukcję periodyczą możemy przedsawić w posaci: u( ) a + o gdzie: φ C Zbiór rójek liczb: ( C, φ ), T b T u ( )si( ) d T b φ arcg a C cos( + φ ) π T - częsości kolejych składowych harmoiczych - fazy kolejych składowych harmoiczych ampliudy kolejych składowych harmoiczych jes widmem sygału składowe o częsościach składowe harmoicze Fukcja okresowa charakeryzuje się widmem dyskreym!!! 4

5 4-3-9 f () si si 3 3 si 5 5 u() 4 f ) (si + si3 + si5 π 3 5 ( + C...) W przypadku, gdy fukcja u() ie jes okresowa, jej widmo ma charaker ciągły i opisywae jes fukcją: S( ) S ( ) A ( ) + B ( ) + u( ) e j d S( ) e B( ) ϕ( ) arcg A( ) jϕ ( ) A ( ) u( )cos( ) d B ( ) u( )si( ) d S() mowa S() szum u() S() 5

6 4-3-9 WZBOGACAN WDMA SYGNAŁ W KŁADACH NLNOWYCH u W () u WY() C W WY C układ ieliiowy 4 5 ( + φ Źródło: sygał harmoiczy ) Acos( ) W sygał wyjściowy obwodu: spadek apięcia a rezysorze WY ( ) ( Acos( φ ) ) D + Zgodie z wierdzeiem Fouriera: ( ) WY C cos( + ) Widmo sygału wyjściowego jes bogasze iż widmo sygału wejściowego!!! (pojawiają się składowe o częsościach,, 4 id.) WAGA: kłady liiowe (p. układy LC) zmieiają widmo sygału oddziaływując a ampliudę i fazę poszczególych składowych harmoiczych. Jedak układy liiowe ie wzbogacają widma sygału φ POWLACZ CZĘSTOŚC Zasosowaia układów ieliiowych,, 3,... sygał siusoidaly geeraor układ ieliiowy filr rezoasowy kombiacja harmoiczych sygału wejściowego wybór składowej o daej częsości MSZACZ CZĘSTOŚC,, 3,...,, 3,... +, -,......, +,..., -,... +m składowe o częsościach ierkombiacyjych układ ieliiowy filr rezoasowy wybór określoej składowej Zjawiska ieliiowe podsawą elekroiki kwaowej - echiki laserowej, radioechiki 6

7 4-3-9 Filr rezoasowy szeregowy W Y / W LC L m H, C F, 5,8,6 3,4,, Pasmo przeoszeia zlokalizowae jes w okolicach częsości rezoasu: LC ν 8 g ν g częsość [H z] faza [rad] π/ 5 π/4 3 -π/4 -π/ ν 7 g ν g częsość [Hz] Pasmo przeoszeia filru rozciąga się od νg do νg - częsości graicze Dla częsości graiczych: wy we π ϕ 4 Dobroć: Q L C MODLACJA AMPLTDOWA (AM) modulacja ampliudy: przekazywaie iformacji o częsości za pomocą fali ośej o częsości u() π π [ + m si( ) ] si( ) u( ) m Po przekszałceiach ) si( ) + m { cos[ ( + ) ] cos[ ( ) ] } czas ( Widmo fali zmodulowaej ampliudowo złożoe z rzech składowych o częsościach: (fali ośej) oraz + i - (wsęg boczych) Nadajik (radiowy) geeraor powielacz głębokość modulacji modulaor (mieszacz) filr rezoasowy wzmaciacz + - mikrofo / wzmaciacz, + - aea 7

8 4-3-9 ODBONK: DMODLACJA FAL ZMODLOWANJ AMPLTDOWO Techika ieliiowa odbiór iformacji przekazywaej drogą radiową Najprosszy odbiorik aea + - deekor słuchawka wybór sacji adawczej czyli częsości filr rezoasowy deekor - eleme ieliiowy filr doloprzepusowy wybór sygału iformacyjego o częsości W układzie ieliiowym: mieszaie składowych przebiegu zmodulowaego ampliudowo w widmie wyjściowym: składowa iskiej częsości (iformacja) Odbioriki deekorowe: wykorzysywae do odbioru ylko bardzo silych sacji Odbiorik heerodyowy poprawa czułości Heerodyy - wewęrze geeraory pracujące a częsości odbieraej sacji sila fala o częsości z heerodyy zapewia większą ampliudę fali o częsości aea i filr rezoasowy wzmaciacz w. cz. mieszacz wzmaciacz m.cz głośik + - Wsępy wybór sacji adawczej czyli częsości heerodya Mieszaie częsości w układzie ieliiowym z częsością fali ośej sacji adawczej wzmocieie sygału iformacyjego o częsości 8

9 4-3-9 Superheerodya poprawa selekywości odbiorika Odbioriki superheerodyowe: oscylaory wewęrze (heerodyy) pracują a częsościach h akich, że: - h p cos Częsości różicowe p (zw. częsości pośredie) sałe, iezależe od odbieraej sacji p - międzyarodowe sadardy specjalie chroioe przez zakłóceiami aea + filr rezoasowy + - mieszacz filr i wzmaciacz deekor wzmaciacz m. cz. i głośik wzmaciacz w. cz. h heerodya - h - h+ - h- czułość radioodbiorika rzędu mikrowolów selekywy filr wąskopasmowy p - h układ o wysokiej dobroci Zjawiska zachodzące w układach ieliiowych wykorzysuje się do przewarzaia fal elekromageyczych w zakresie od częsości radiowych aż do widma świała srukcja do ćwiczeia Trazysor bipolary wzmaciacz razysorowy Część Napięcie z geeraora: sygał liiowo arasający od V do 5 V i częsości około Hz (sygał rójkąy) Zbudować obwód: Napięcie W : sałe apięcie z zasilacza regulowae w zakresie od do V mierzymy za pomocą wolomierza C L WY B W.65V B C WY wyzaczyć charakerysyki C ( C ); paramer: prąd bazy B wykreślić rodzię charakerysyk razysora. C.5 A C B ma 9

10 4-3-9 Część Zbudować wzmaciacz w układzie wspóly emier : zasilić układu apięciem sałym +8 V zmierzyć za pomocą wolomierza apięcie kolekora dobrać warość oporika regulowaego B by C 4 V opymaly puk pracy razysora we wzmaciaczu W zmiey sygał serujący bazą WY apięcie a kolekorze Wyzaczeie charakerysyki ampliudowej wzmaciacza WY ( W ) Wejście układu: sygał siusoidaly o częsości około Hz Mierzymy WY ( W ) w całym zakresie mierzalych ampliud wejściowych. Określamy zakres ampliud W, dla kórych wzmaciacz pracuje liiowo. Dla ego zakresu wyzaczamy wzmocieie wzmaciacza k, dopasowując do daych doświadczalych prosą ypu WY k * W Wyzaczeie charakerysyki częsościowej wzmaciacza: wzmocieie w fukcji częsości: k () Ampliudę sygału wejściowego ależy dobierać ak, by w całym zakresie badaych częsości ( Hz - MHz) sygał był przewarzay liiowo ANALZA Wyzaczyć częsości graicze kład różiczkujący WY W j g j + g Pojemość i rezysacja wejściowa wzmaciacza wzmocieie k -/ k max wpływ sprzężeia wpływ razysora kład całkujący kład całkujący WY W j g Pojemość i rezysacja wyjścia g pasmo g częsość Filr góro- dolo-przepusowy: g C