Mjerna pojačala. Na kraju sata student treba biti u stanju: Mjerna pojačala. Ak. god. 2008/2009

Σχετικά έγγραφα
FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

Mehatronika - Metode i Sklopovi za Povezivanje Senzora i Aktuatora. Sadržaj predavanja: 1. Operacijsko pojačalo

Osciloskop. Na kraju sata student treba biti u stanju: Osciloskop. Ak. god. 2008/2009

Zadaci za pripremu. Opis pokusa

Ovisnost ustaljenih stanja uzlaznog pretvarača 16V/0,16A o sklopnoj frekvenciji

Tranzistori s efektom polja. Postupak. Spoj zajedničkog uvoda. Shema pokusa

, Zagreb. Prvi kolokvij iz Analognih sklopova i Elektroničkih sklopova

konst. Električni otpor

PRIMJER 3. MATLAB filtdemo

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 2 DIODA I TRANZISTOR

STATIČKE KARAKTERISTIKE DIODA I TRANZISTORA

Obrada signala

L E M I L I C E LEMILICA WELLER WHS40. LEMILICA WELLER SP25 220V 25W Karakteristike: 220V, 25W, VRH 4,5 mm Tip: LEMILICA WELLER. Tip: LEMILICA WELLER

Fakultet elektrotehnike i računarstva. Zavod za radiokomunikacije SATELITSKE KOMUNIKACIJSKE TEHNOLOGIJE

Klizni otpornik. Ampermetar. Slika 2.1 Jednostavni strujni krug

Elektronički Elementi i Sklopovi. Sadržaj predavanja: 1. Mreže sa kombiniranim DC i AC izvorima 2. Sklopovi sa Zenner diodama 3. Zennerov regulator

OSNOVI ELEKTRONIKE VEŽBA BROJ 1 OSNOVNA KOLA SA DIODAMA

Kaskadna kompenzacija SAU

Otpornost R u kolu naizmjenične struje

BIPOLARNI TRANZISTOR Auditorne vježbe

Elektronički Elementi i Sklopovi. Sadržaj predavanja: 1. Punovalni ispravljač 2. Rezni sklopovi 3. Pritezni sklopovi

OSNOVE ELEKTROTEHNIKE II Vježba 11.

Funkcija prenosa. Funkcija prenosa se definiše kao količnik z transformacija odziva i pobude. Za LTI sistem: y n h k x n k.

FAKULTET PROMETNIH ZNANOSTI

ELEKTROMOTORNI POGONI - AUDITORNE VJEŽBE

nvt 1) ukoliko su poznate struje dioda. Struja diode D 1 je I 1 = I I 2 = 8mA. Sada je = 1,2mA.

Snage u kolima naizmjenične struje

8. OSNOVE ELEKTRONIKE

2 tg x ctg x 1 = =, cos 2x Zbog četvrtog kvadranta rješenje je: 2 ctg x

ELEKTROTEHNIČKI ODJEL

Zadatak 1. U kojim od spojeva ispod je iznos pada napona na otporniku R=100 Ω približno 0V?

OPERACIONI POJAČAVAČI. Doc. dr. Neđeljko Lekić

PARNA POSTROJENJA ZA KOMBINIRANU PROIZVODNJU ELEKTRIČNE I TOPLINSKE ENERGIJE (ENERGANE)

Održavanje Brodskih Elektroničkih Sustava

Elektronički Elementi i Sklopovi

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

Elektronika/Osnove elektronike

OM2 V3 Ime i prezime: Index br: I SAVIJANJE SILAMA TANKOZIDNIH ŠTAPOVA

FTN Novi Sad Katedra za motore i vozila. Teorija kretanja drumskih vozila Vučno-dinamičke performanse vozila: MAKSIMALNA BRZINA

RIJEŠENI ZADACI I TEORIJA IZ

Elektronički Elementi i Sklopovi

SEKUNDARNE VEZE međumolekulske veze

DISKRETNA MATEMATIKA - PREDAVANJE 7 - Jovanka Pantović

S t r a n a 1. 1.Povezati jonsku jačinu rastvora: a) MgCl 2 b) Al 2 (SO 4 ) 3 sa njihovim molalitetima, m. za so tipa: M p X q. pa je jonska jačina:

MAX4147ESD PART 14 SO TOP VIEW. Maxim Integrated Products 1 MAX4147 EVALUATION KIT AVAILABLE ; Rev 1; 11/96 V CC V EE OUT+ IN+ R t SENSE IN-

INTELIGENTNO UPRAVLJANJE

Eliminacijski zadatak iz Matematike 1 za kemičare

FAKULTET STROJARSTVA I BRODOGRADNJE SVEUČILIŠTA U ZAGREBU. Katedra za strojarsku automatiku. Essert, Grilec, Žilić, Maletić: ELEKTROTEHIKA

Osciloskop. Ak. god. 2009/2010

ANALOGNI ELEKTRONIČKI SKLOPOVI

Antene. Srednja snaga EM zračenja se dobija na osnovu intenziteta fluksa Pointingovog vektora kroz sferu. Gustina snage EM zračenja:

STABILIZIRANI ISPRAVLJAČ S REGULACIJOM

Alarmni sustavi 07/08 predavanja 12. i 13. Detekcija metala, izvori napajanja u sustavima TZ

Analogna mikroelektronika

Pošto pretvaramo iz veće u manju mjernu jedinicu broj 2.5 množimo s 1000,

1. SKLOPOVI S DIODAMA

Trigonometrija 2. Adicijske formule. Formule dvostrukog kuta Formule polovičnog kuta Pretvaranje sume(razlike u produkt i obrnuto

Brza i veoma precizna merenja Podržava dosta raznih mernih funkcija Menjanje modova detekcije Detekcija efektivne vrednosti (root mean square

7 Algebarske jednadžbe

Gitarsko cijevno pojačalo

Novi Sad god Broj 1 / 06 Veljko Milković Bulevar cara Lazara 56 Novi Sad. Izveštaj o merenju

Ručni instrumenti. napona: Ulazna impedancija 4 kω/v 5 kω/v

Elektrodinamika ( ) ELEKTRODINAMIKA Q t l R = ρ R R R R = W = U I t P = U I

18. listopada listopada / 13

OSJETNICI ELEKTRIČNE STRUJE

Računarska grafika. Rasterizacija linije

1. ELEKTRONIKA U SUSTAVIMA

Digitalna obradba signala DOS

I.13. Koliki je napon između neke tačke A čiji je potencijal 5 V i referentne tačke u odnosu na koju se taj potencijal računa?

PRAKTIKUM ZA LABORATORIJSKE VJEŽBE IZ ELEKTRONIKE

Sveučilište u Zagrebu. Zavod za elektroniku, mikroelektroniku, računalne i inteligentne sustave. Elektronika 1R

Ĉetverokut - DOMAĆA ZADAĆA. Nakon odgledanih videa trebali biste biti u stanju samostalno riješiti sljedeće zadatke.

Pismeni ispit iz matematike Riješiti sistem jednačina i diskutovati rješenja sistema u zavisnosti od parametra: ( ) + 1.

Algoritmi zadaci za kontrolni

Diferencijalni pojačavač

M086 LA 1 M106 GRP. Tema: Baza vektorskog prostora. Koordinatni sustav. Norma. CSB nejednakost

Dijagonalizacija operatora

ZBIRKA POTPUNO RIJEŠENIH ZADATAKA

VJEŽBE 3 BIPOLARNI TRANZISTORI. Slika 1. Postoje npn i pnp bipolarni tranziostori i njihovi simboli su dati na slici 2 i to npn lijevo i pnp desno.

UNIVERZITET U NIŠU ELEKTRONSKI FAKULTET SIGNALI I SISTEMI. Zbirka zadataka

LABORATORIJSKI PRAKTIKUM- ELEKTRONSKE KOMPONENTE. Laboratorijske vežbe

Priprema za državnu maturu

Upravljanje u mehatroničkim sustavima

Mjerenje EM polja složenog valnog oblika

ELEKTROTEHNIKA 6. TROFAZNI SUSTAV IZMJENIČNE STRUJE. Izv.prof. dr.sc. Vitomir Komen, dipl.ing. el.

RAČUNSKE VEŽBE IZ PREDMETA OSNOVI ELEKTRONIKE

Izmjenični strujni krugovi

Unipolarni tranzistori - MOSFET

ELEKTROMOTORNI POGONI SA ASINHRONIM MOTOROM

TRANSFORMATORI. opća mreža (400 kv - izbacivanje 220kV) razdjelna mreža (110, 35, 20 kv) (izbacivanje 10 kv) na 400 kv.

Poluprovodničke komponente -prateći materijal za računske i laboratorijske vežbe-

Ιατρικά Ηλεκτρονικά. Χρήσιμοι Σύνδεσμοι. ΙΑΤΡΙΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ - ΔΙΑΛΕΞΗ 1η. Σημειώσεις μαθήματος: E mail:

Tranzistori u digitalnoj logici

Elektronički Elementi i Sklopovi

UVOD U VJEŽBE IZ PODRUČJA ELEKTRIČNIH STRUJNIH KRUGOVA

Elektronički Elementi i Sklopovi

MAGNETNO SPREGNUTA KOLA

='5$9.2 STRUJNI IZVOR

Osnovni primer. (Z, +,,, 0, 1) je komutativan prsten sa jedinicom: množenje je distributivno prema sabiranju

(P.I.) PRETPOSTAVKA INDUKCIJE - pretpostavimo da tvrdnja vrijedi za n = k.

Transcript:

Ak. god. 2008/2009 1 Na kraju sata student treba biti u stanju: Opisati svojstva mjernih pojačala Objasniti i opisati svojstva negativne povratne veze Objasniti i opisati svojstva operacijskih pojačala (idealna i realna) Objasniti i analzirati rad osnovnih spojeva s operacijskim pojačalima Projetirati pojačala bazirana na o.p. Nabrojati i opisati tipove elektroničkih voltmetara Analizirati rad elektroničkih voltmetara 2 Pojačanje vrlo slabih istosmjernih ili izmjeničnih (mjernih) signala; Veliki ulazni otpor pri mjerenju napona, mali ulazni otpor pri mjerenju struja; Stalno pojačanje u određenom frekvencijskom pojasu, vremenski i temperaturno neovisno; Izlazni signal jednoznačno ovisan o izlaznom signalu; U p Napajanje Ulazne stezaljke x ul x iz Izlazne stezaljke x iz = A x ul 3

prijenosna karakteristika Prijenosna karakteristika: omjer izlazne i ulazne veličine: A = x iz /x ul ; Vrste pojačala: Naponsko pojačalo: A = u iz /u ul (V/V); Strujno pojačalo: A = i iz /i ul (A/A); Strminsko pojačalo: A = i iz /u ul (A/V=S); Otporno pojačalo: A = u iz /i ul (V/A=Ω); Pojačanje iskazano u decibelima: n db = 20 log X 2 /X 1 4 frekvencijski pojas A Frekvencijski raspon unutar kojeg pojačalo ima stalno pojačanje izmjeničnog ulaznog signala (BW bandwidth); Omeđen donjom i gornjom graničnom frekvencijom: f g i f d (frekvencijski pojas kod kojeg se pojačanje smanji za 3 db 0,707). Ako se pojačanje smanji n puta za povećanje frekvencije od 10 puta pojačanje pada za 20n db/dekada. (kašnjenje signala na f g ) Istosmjerna pojačala: f d = 0; Selektivna pojača A 0 3 db f d f g f 5 Negativna povratna veza 1 xul ulazni signal; x d ulaz u pojačalo; x iz izlazni signal; x pv signal povratne veze; xd = xul xpv x x iz A = ; β = x x d x ul pv iz Σ 1 Više o negativnoj povratnoj vezi možete pronaći u: S. Engelberg: Control Theory Part I, IEEE I&Magazine, June 2008. x d x pv A xiz = A xd = A ( xul x ) = A ( xul β xiz ) pv A x ( 1 β A) = A x x = x 1 β A = A x iz ul iz ul f ul Pojačanje pojačala u povratnoj vezi Ako je Aβ >> 1 A f =1/β (NE ovisi o A!!!) β x iz 6

Idealno operacijska pojačala u I B U p I B u U p Naponsko pojačalo vrlo velikog pojačanja ( ); Diferencijalni ulazni krug; Beskonačno veliki ulazni otpor ulazne struje jednake ništici; Izlazni otpor jednak ništici (idealni naponski izvor); Beskonačna širina frekvencijskog pojasa. Neosjetljiv na istofazni ulazni signal 7 Realno operacijska pojačala U p Z ul Z iz I ~ B Naponsko pojačanje: 10 5 ; opada s porastom frekvencije u U p Ulazni otpor: 10 6 10 12 Ω ; Izlazni otpor: 20 50 Ω, limitirana snaga na izlazu; Ulazna struja (input bias current): I B = (I B I B )/2 (0,5 na 300 na); Ulazna struja pomaka (input offset current): I off =I B I B ; Ulazni napon pomaka: napon koji je potrebno dovesti na ulaz da bi u iz = 0; Izlazni napon pomaka( U off iz ): izlazni napon kod u u = 0. u I B u iz 8 Operacijska pojačala i prividni kratki spoj u d =0 I U =0 p I =0 A U p A = na ulazu ne smije postojati razlika napona i stezaljka o.p. na istom potencijalu. R ul = ulazna struja = 0 9

Osnovni sklopovi s operacijskim pojačalima Invertirajuće pojačalo idealno OP i ul u ul Z ul =, A = R 1 i R 2 izl i = 0 Na ulazu OP virtualni kratki spoj i ul =u ul /R 1 Ulazna impedancija OP Z ul = i ul = i izl u izl = i izl * R 2 = (u ul / R 1 ) R 2 A= u izl /u ul = R 2 /R 1 Neinvertirajuće pojačalo idealno OP i 1 R 1 u R i2 2 u ul u izl u izl Na ulazu OP virtualni kratki spoj u =u ul i 1 = u ul /R 1 Ulazna impedancija OP Z ul = i 1 = i 2 u izl = i 2 * R 2 u ul = (u ul / R 1 ) R 2 u ul A= u izl /u ul = 1 R 2 /R 1 10 Primjer Na ulaz invertirajućeg pojačala (R 1 =10 kω, R 2 =100 kω) priključili smo izvor istosmjernog napona U=100 mv, unutarnjeg otpora R i =10 kω. Koliki će biti izlazni napon? 11 Osnovni sklopovi s operacijskim pojačalima II Sumirajuće Integrirajuće Derivirajuće logaritmirajuće 12

Primjeri Na ulaz integracijskog pojačala s R=10 kω i C=0,3 µf dovodimo izmjenični pravokutni napon tjemenog iznosa 3 V, frekvencije f=2000 Hz. Koliki će biti iznos napona, od vrha do vrha, na izlazu pojačala? Na ulaz derivirajućeg pojačala s R=10 kω i C=20 nf dovodimo izmjenični napon trokutastog valnog oblika amplitude 5 V i nulte srednje vrijednosti, frekvencije 1000 Hz. Koliki će biti iznos napona, od vrha do vrha, na izlazu pojačala? 13 Osnovni sklopovi s operacijskim pojačalima Naponsko sljedilo Transformator impedancije Veliki ulazni otpor, mali izlazni otpor Strujno pojačalo Mjerenje malih struja Mala ulazna impedancija 14 Elektronički voltmetri podjela Istosmjerni Univerzalni (DMM digital multimeter); Mikrovoltmetri Elektrometri Nanovoltmetri Izmjenični Ispravljač pojačalo (GHz, >3V) Odziv na srednju vrijednost Odziv na efektivnu vrijednost Pojačalo ispravljač (10 MHz, 100 µv) Poluvalni, punovalni ispravljači True rms: definicija rmsa, toplinski učinci 15

Mjerenje malih struja elektrometri Shunt izvedba Feedback izvedba 16 Istosmjerni elektronički voltmetar Prednosti u odnosu na električne instrumente: Mala potrošnja iz mjernog kruga (veliki ulazni otpor) Može podnijeti veća preopterećenja 17 Elektronički mikrovoltmetri pojačalo s transpozicijom frekv. Mjerenje napona < 1 µv, poblemi: Temperaturno i vremensko klizanje (drift) Starenje komponenti Rješenja: Pojačala visoke kvalitete Pojačala s transpozicijom frekvencije Pojačala s transpozicijom frekvencije, princip rada: Pretvorba istosmjernog napona u izmjenični Izmjenično pojačalo (neosjetljivo na drift) Pretvorba u istosmjerni signal Sinkroni pretvornici: JFET, titrajući kondenzatori, mehanički releji, neonske cijevi i fotootpori 18

Elektronički mikrovoltmetri pojačalo s transpozicijom frekv. 19 Izmjenični elektronički voltmetri Ispravljač pojačalo: Ispravljač: tjemeni, odziv na sr. vrijednost Pojačalo: istosmjerni voltmetar Prednost ispravljač u sondi : široki frekvencijski opseg (GHz) Mana prag diode: najniži mjerni opseg > 3 V Pojačalo ispravljač: 20 Voltmetri s odzivom na efektivnu vrijednost Definicija efektivne vrijednosti 1 T 2 Urms = u dt T 0 Eng. RMS to DC converters Ograničenje tjemeni faktor (crest f.) 310 Bazirani na toplinskim učincima Termopretvornik: termoelementogrjevna žica Disipirana snaga: I 2 R I efektivna vrijednost struje bez obzira na valni oblik Termolelement: osjetilo koje generira istosmjerni napon ovisan o temperaturi Izvedbe u zraku ili vakuumu (veća osjetljivost) 21

Votlmetar s termopretvornicima Priključenjem napona u ul stvara se istosmjerni napon U 1 Pojavljuje se U d i U iz Povratnom vezom (U 2 ) uspostavlja se ravnoteža U 1 =U 2 Jednakost efektivnih vrijednosti struja i u i I i : iul = k1 uul Ii = k2 U iz U = k u iz ul 22 Literatura V. Bego:, 9. izdanje, Graphis, Zagreb, 2003. D. Vujević, B. Ferković: Osnove elektrotehničkih mjerenja I. i II. Dio, Školska knjiga Zagreb, 1996. D. Ilić, I. Kunšt:, Prilog predavanjima, Zagreb 2003. Detaljnije o operacijskim pojačalima: S. Franco: Design with Operational Amplifiers and Analog Integreted Circuits, McGrawHill, 2003. Web,... 24