elektronika.docx

Filtr dolnoprzepustowy – układ przepuszczający częstotliwości sygnału poniżej ustalonej częstotliwości granicznej, tłumi składowe widma leżące w górnej jego części. Ma jedno pasmo przepustowe i jedno tłumiące. Filtr dolnoprzepustowy jest układem całkującym stratnym.

Częstotliwość graniczna przedstawionego układu filtra wynosi:

Co jest równoważne częstości kołowej:

Filtr górnoprzepustowy – układ, który przepuszcza częstotliwości sygnału powyżej ustalonej częstotliwości granicznej, a tłumi składowe leżące poniżej. Filtr dolnoprzepustowy jest układem różniczkującym.

Dla filtra RC częstotliwość graniczna określona jest wzorem:

Wzmacniacz odwracający - jest wyjściową konfiguracją dla wielu innych układów, dlatego zostanie omówiony dość dokładnie.

Schemat wzmacniacza przedstawiono na rysunk. Postępując zgodnie z procedurą na schemacie zaznaczone są węzły A i B i prądy płynące w układzie. Prąd płynący przez rezystor R1 jest równy prądowi płynącemu przez rezystor R2. Przy założeniu, iż jest nieskończenie duża rezystancja wejściowa oraz rezystancja wyjściowa równa zeru. W myśl tego otrzymujemy:



Dla węzła B nie układamy równania, gdyż prądy polaryzujące są równe zeru.
I zgodnie z założeniami zawartymi w procedurze, w punkcie 1 i 5 mamy:



Węzeł B jest połączony przez rezystor R3 do masy układu, zatem potencjał w punkcie B jest równy zeru, jest to tak zwany punkt masy pozornej.

Zgodnie z 6 i 7 punktem procedury, równania poszczególnych prądów są następujące:



Ponieważ



otrzymujemy napięcie na wyjściu równe:



a wzmocnienie układu wynosi



przy czym znak „ - „ oznacza odwrócenie fazy napięcia wyjściowego względem napięcia wejściowego. Rezystancja wejściowa układu jest równa R1, ponieważ punkt A jest punktem masy pozornej. Rezystancję wyjściową określa się zgodnie z zależnością obowiązującą dla układu ze sprzężeniem zwrotnym napięciowym równoległym.
W celu uzyskania kompensacji błędu (napięcia niezrównoważenia) spowodowanego różnymi pod względem wartości prądami polaryzującymi Iwe+ i Iwe- (Iwe+ Iwe- 0), wartość rezystancji R3 powinna być równa wartości rezystancji wynikającej z równoległego połączenia rezystorów R1 i R2.
Jeżeli rezystory te będą miały jednakową rezystancję, to otrzymuje się inwerter (wzmocnienie równe – 1).

Wzmacniacz nieodwracający -

Sygnał wejściowy jest podawany na wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego.
Według procedury:



napięcie na wyjściu wynosi



natomiast wzmocnienie wynosi



Napięcia na wejściu odwracającym i wejściu nieodwracającym mają taką samą wartość, zatem rezystancja wejściowa układu jest równa rezystancji wzmacniacza operacyjnego dla sygnału współbieżnego. Rezystancja wejściowa jest bardzo duża i w praktyce wynosi 10^10 - 10^13 Ohm.

Wzmacniacz całkujący – integrator - Integrator otrzymuje się poprzez włączenie kondensatora C w obwód sprzężenia zwrotnego.



Napięcie wyjściowe można wyznaczyć poprzez scałkowanie obu stron równania



U0 – wartość początkowego napięcia w chwili początkowej t = 0.
 

Korzystając z zapisu operatorowego



możemy określić wzmocnienie układu



Wzmocnienie integratora zależy od częstotliwości sygnału. Jeżeli powyższy układ zostanie zmodyfikowany przez dołączenie rezystora R2 równolegle do kondensatora C (rys b) to nastąpi ograniczenie wzmocnienia dla małych częstotliwości – otrzymuje się człon inercyjny. Wzmocnienie tego układu oblicza się ze wzoru:



Dopiero powyżej dolnej częstotliwości granicznej człon ten działa jako integrator.

Wzmacniacz różniczkujący - Wzmacniacz różniczkujący uzyskuje się przez zastąpienie rezystora, włączonego na wejściu odwracającego wzmacniacza operacyjnego, kondensatorem C.



Wzmocnienie napięciowe takiego układu



gdzie



po wykonaniu przekształceń otrzymujemy:



Analiza pracy wzmacniacza



Po wykonaniu odpowiednich przekształceń otrzymujemy:



Jest to zależność napięcia wyjściowego od napięcia wejściowego w funkcji czasu.
Wzmacniacz różniczkujący ma wiele wad m.in. jest wrażliwy na szumy sygnału o wielkiej częstotliwości oraz skłonności do oscylacji.

Pomiar rezystancji wejściowej

Pomiaru rezystancji wejściowej dokonuje się w następującym układzie:

Należy dobrać tak wartość Rg , aby napięcie Uwe wynosiło 0.5 Eg. Otrzymana wartość Rg jest szukaną wartością rezystancji wejściowej.

Pomiar rezystancji wyjściowej

Pomiaru rezystancji wyjściowej dokonuje się w następującym układzie:

Należy tak dobrać wartość Robc aby mierzona wartość Uwy w przy otwartym wyłączniku była dwa razy większa niż wartość zmierzona z obciążeniem Robc (wyłącznik zamknięty).

Tranzystor jako klucz - Przełączanie polega na możliwie szybkim przejściu tranzystora ze stanu odcięcia do nasycenia i odwrotnie. Największa moc jest wydzielana na tranzystorze w stanie aktywnym

Tranzystory –

Rozróżniamy układy pracy tranzystora:

·         wspólny emiter (OE)

·         wspólna baza (OB)

·         wspólny kolektor (OC)

9