ΘΕΜΑ : ΒΑΣΙΚΕΣ ΣΥΝΔΕΣΜΟΛΟΓΙΕΣ ΤΕΛΕΣΤΙΚΟΥ ΕΝΙΣΧΥΤΗ ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1περίοδος
Ο τελεστικός ενισχυτής μπορεί να συνδεθεί σε διάφορες συνδεσμολογίες δημιουργώντας πολύ χρήσιμα κυκλώματα. τόσο στα αναλογικά κυκλώματα (πολλαπλασιαστές, αθροιστές), όσο και σε ψηφιακά κυκλώματα (συγκριτές, ac/dc μετατροπείς). Στο παρόν στάδιο θα μελετήσουμε τρείς βασικές συνδεσμολογίες Του Τ.Ε που είναι οι ακόλουθες : Γενικά 27/9/2009 13:02 (00)
Συνδεσμολογία ΤΕ ως σύγκριτης με μονή τροφοδοσία. 27/9/2009 13:02 (00)
Συνδεσμολογία ΤΕ ως σύγκριτης με μονή τροφοδοσία. 27/9/2009 13:02 (00)
Συνδεσμολογία αναστρέφοντος ενισχυτή. 27/9/2009 13:01 (00)
Συνδεσμολογία μη αναστρέφοντος ενισχυτή. 27/9/2009 13:01 (00)
Ονομάζεται συγκριτής γιατί συγκρίνει δύο εισόδους (ή αριθμούς) και εντοπίζει την είσοδο που έχει την μεγαλύτερη τιμή. 7 (+V s ) U 2 U 1 3 2 6 U out 4 (-V s ) 0V Με βάση το πιο πάνω κύκλωμα του συγκριτή υπάρχει η δυνατότητα το κύκλωμα αυτά να διαμορφώνει ανάλογα την τιμή της τάσης εξόδου (6) συγκρίνοντας τις τάσεις U 1 και U 2. Ονομάζεται και διαφορικός ενισχυτής. Το αποτέλεσμα στην έξοδο U out είναι ανάλογο της διαφοράς U 1 & U 2 και δίδεται από την σχέση : U out = A (U 2 U 1 ) Όπου : Α = Συντελεστής ενίσχυσης τάσης (απολαβή) (741 - Α = 100000) Οι ακροδέκτες 7 & 4 μπορούν να ενωθούν τόσο σε μονή τροφοδοσία όσο και σε διπλή τροφοδοσία. (V s =+9V V s =0V ή V s =+9V V s = -9V) Λειτουργία τελεστικού ενισχυτή σε μονή τροφοδοσία ως σύγκριτης. 27/9/2009 13:02 (00)
Από τη γραφική παράσταση φαίνεται ότι η έξοδος είναι ανάλογη της διαφοράς των τάσεων εισόδου. Αυτό συμβαίνει μόνο σε περιπτώσεις μικρής διαφοράς Και όταν αυτή η διαφορά δεν ξεπερνά τα 0,1 mv (0,0001 V). Επειδή η τιμή της ενίσχυσης Α είναι πολύ μεγάλη (100000) βλέπουμε ότι όταν η διαφορά U 2 -U 1 >0,1mV τότε η έξοδος του ενισχυτή οδηγείται άμεσα στον κόρο και η έξοδο U out παίρνει τιμή γύρω Στα +7V Λειτουργία τελεστικού ενισχυτή σε μονή τροφοδοσία U 2 > U 1 29/3/2009 11:59
Στην περίπτωση που η τάση της μη ανάστροφης εισόδου U2 είναι μικρότερη της τάσης στην ανάστροφη είσοδο U1 τότε παίρνουμε την πιο κάτω γραφική παράσταση, Η τάση εξόδου U out του τελεστικού ενισχυτή θα είναι LOW, δηλαδή ίση με +2 V, που είναι και η ελάχιστη τιμή της εξόδου του τελεστικού ενισχυτή, όταν είναι συνδεδεμένος σε μονή τροφοδοσία. Λειτουργία τελεστικού ενισχυτή σε μονή τροφοδοσία U 1 > U 2 29/3/2009 11:59
Αν η τάση της μη ανάστροφης εισόδου U 2 > τάσης στην ανάστροφη είσοδο U 1, τότε η τάση εξόδου U out του τελεστικού ενισχυτή θα είναι HIGH και ίση με +7 V, που είναι και το σημείο κόρου. Αν U 2 < U 1, τότε η τάση εξόδου U out του τελεστικού ενισχυτή θα είναι LOW και ίση με -7 V, που είναι το σημείο κόρου. Αν U 2 = U 1, τότε η τάση εξόδου U out =0 V. Λειτουργία τελεστικού ενισχυτή σε διπλή τροφοδοσία U 2 > U 1 27/9/2009 13:02 (00)
7 (+V s ) U 2 U 1 3 2 6 U out 4 (-V s ) Μονή Τροφοδοσία (+9V, 0V) U 2 > U 1 UUUUUUUU = +7V [ HIGH] Διπλή Τροφοδοσία (+9V, -9V) U 2 > U 1 UUUUUUUU = +7V [ HIGH] U 2 < U 1 UUUUUUUU = +2V [ LOW] U 2 < U 1 UUUUUUUU = -7V [ LOW] U 2 = U 1 UUUUUUUU = 0V Συγκεντρωτικός Πίνακας 29/3/2009 11:59
Στην περίπτωση που θέλουμε η τάση εξόδου [U out ] να είναι μηδέν ακριβώς τότε θα πρέπει να κάνουμε την πιο κάτω τροποποίηση πάνω στον Τ.Ε 741. 7 (+V s ) U 2 U 1 3 2 5 1 6 U out 4 10Κ Ρυθμίζοντας τον μεταβλητό αντιστάτη 10Κ μπορούμε με ακρίβεια να έχουμε στη έξοδο του Τ.Ε μηδενική τάση. Μικρομετρική ακρίβεια 29/3/2009 11:59
V R 1 R 2 V out VV oooooo = VV RR 2 (RR 1 + RR 2 ) Υπενθύμιση Διαιρέτη τάσης 29/3/2009 11:59
Πόση είναι η τάση U 1? (ανάστροφή τάση) Τι θα συμβεί όταν U 2 > U 1? (μη ανάστροφή τάση). Ποια LED θα ανάψει και γιατί ; Τι θα συμβεί όταν U 2 < U 1? (μη ανάστροφή τάση). Ποια LED θα ανάψει και γιατί ; Ποια LED θα ανάψει η τιμή του μεταβλητού αντιστάτη είναι V R = 5kΩ και γιατί ; Παράδειγμα εφαρμογής μονής τροφοδοσίας. 29/3/2009 11:59
Όταν είναι μέρα ποια LED ανάβει και γιατί; Όταν είναι νύχτα ποια LED ανάβει και γιατί; Αν θέλουμε να ρυθμίσουμε την ευαισθησία του κυκλώματος τι μπορούμε να κάνουμε; Ανιχνευτής Σκότους 29/3/2009 11:59
A B Τι θα συμβεί αν U 2 > 0V? Τι τιμή παίρνει το U out? Ποια LED θα ανάψει? Τι θα συμβεί αν U 2 < 0V? Τι τιμή παίρνει το U out? Ποια LED θα ανάψει? Πολλές φορές στα κυκλώματα διπλής τροφοδοσίας αφαιρείται ο σταθερός διαιρέτης και ο ακροδέκτης συνδέεται κατ ευθείαν στο 0V. Παράδειγμα εφαρμογής διπλής τροφοδοσίας. 29/3/2009 11:59
Παράδειγμα εφαρμογής διπλής τροφοδοσίας 0V 29/3/2009 11:59
Εξαιτίας της εσωτερικής αντίστασης των μπαταριών τροφοδοσίας η διπλή τροφοδοσία στους διαιρέτες τάσης του Τ.Ε. δημιουργεί στην πράξη κάποια προβλήματα. Γι αυτό και κάνουμε χρήση του ακόλουθου κυκλώματος στο οποίο οι είσοδοι συνδέονται σε τάση 0V και 9V και το ολοκληρωμένο Τ.Ε 741 τροφοδοτείται με τάση -9V & 9V Το ολοκληρωμένο τροφοδοτείται με διπλή τροφοδοσία Αν το U 2 >? => U out =? Αν το U 2 > U 1 => U out = 7V (High) Αν το U 2 <? => U out =? Αν το U 2 < U 1 => U out = -7V (High) Εναλλακτικό κύκλωμα με διπλή τροφοδοσία. 29/3/2009 11:59
Η διπλή προσφέρει τα πιο κάτω πλεονεκτήματα από τη μονή διότι : 1. Έχει ως σημείο αναφοράς της λειτουργίας του συγκριτή τα 0V. 1 Ευελιξία & σταθερότητα στη λειτουργία. 2. Απαλλαγή από τυχόν λάθη λόγω ρεύματος τροφοδοσίας όταν έχουμε μονή τροφοδοσία. Η διπλή προσφέρει έχει όμως και τα πιο κάτω μειονεκτήματα: 1. Το κόστος είναι πιο μεγάλο, διότι χρησιμοποιεί δύο πηγές τροφοδοσίας. 2. Το κύκλωμα είναι πιο πολύπλοκο από αυτό της μονής τροφοδοσίας. Πλεονεκτήματα Μειονεκτήματα διπλής Τροφοδοσίας. 29/3/2009 11:59
Ασκήσεις 5-6-7-8-9-10-11 Enter Title 29/3/2009 11:59
Τυπικό κύκλωμα Συγκριτή με τον Τ.Ε μα741 Enter Title 29/3/2009 11:59
2013 ΘΕΜΑ 4
2012 ΘΕΜΑ 4
Όταν η πόρτα είναι κλειστή ο μαγνητικός διακόπτης είναι επίσης κλειστός (επειδή είναι τύπου NC). Σ όλο αυτό το διάστημα η τάση στην αναστρέφουσα είσοδο U1, είναι σταθερά στα 9V. Επειδή η τάση στη μη αναστρέφουσα είσοδο U2 είναι στα 2V έχουμε (U1>U2) και η UOUT είναι LOW (UOUT = -7V), έτσι ούτε η LED ανάβει (αφού είναι ανάστροφα πολωμένη), ούτε ο βομβητής ηχεί γιατί η τάση στη βάση του τρανζίστορ NPN είναι αρνητική. Όταν η πόρτα ανοίξει ταυτόχρονα ανοίγει και ο μαγνητικός διακόπτης (OFF). Επίσης ταυτόχρονα ο πυκνωτής C αρχίζει να εκφορτίζεται μέσω του αντιστάτη R3. Η τάση στα άκρα του πυκνωτή είναι η ίδια με αυτή στην αναστρέφουσα είσοδο του Τ.Ε. (U1) και ακολουθεί τη καμπύλη του Σχήματος 13.3. Μόλις η φθίνουσα τιμή της U1 πέσει κάτω από την τιμή της U2, (U2 = 2V) έχουμε U2>U1 άρα UOUT είναι HIGH (UOUT=+7V), ανάβει η LED (αφού είναι ορθά πολωμένη) και ο βομβητής ηχεί. Αυτό θα αρχίσει να συμβαίνει 16sec μετά το άνοιγμα της πόρτας.