Mida suurem on sumbuvustegur seda kiiremini amplituudväärtus kahaneb. =R/2L 12. Sumbuvuse logaritmiline dekrement-võnkumise amplituudi ja temale järgneva amplituudi suhte logaritm, iseloomustab sumbuvust ühe perioodi ulatuses. 13. Ajakonstant-ehk relaksatsiooniaeg on aeg mille jooksul võnkeamplituud väheneb e korda, sõltub amplituudist. Mida suurem on relakatsiooniaeg, seda aeglasemalt võnkumised sumbuvad. Hüvetegur- iseloomustab sumbuvust energeetilisest, "kaotsiläinud" energia seisukohast (mida väiksemad energiakaod, seda suurem hüvetegur). Q=*N e , kus Ne on aja jooksul sooritatud võnkumiste arv. Näeme, et hüvetegur on seda suurem, mida rohkem võnkeid jõuab süsteem teha, enne kui amplituud kahaneb e korda. Kahaneb ajas eksponentsiaalselt nagu amplituudki. 14. Iseloomustage võnkeringis toimuvate protsesside võimalikke reziime.
IZ = mA 0 5 14 26 37 44 51 56 6. Joonestada sõltuvuste UZ = f (IZ), UZ = f (E) ja I2 = f (IK) graafikud: Joonis 4.2 Stabilitroni pinge-voolu tunnusjoon Joonis 4.3 Stabiliseerimispinge sõltuvus toitepingest Joonis 4.4 Stabilitroni koormustunnusjoon 7. Määrata stabilitroni diferentsiaaltakistus rZ, staatiline takistus Ro tööpunktis, hüvetegur QZ, stabiliseerumistegur kZ. Stabilitroni diferentsiaaltakistus rZ: ΔUZ 43−30 13 rZ = = = =144,44 Ω Δ I Z 6,06−5,97 0,09 Stabilitroni staatiline takistus Ro tööpunktis: U Z 43 Ro= = =7,10 Ω I Z 6,06 Hüvetegur Qz: Ro 7,10 QZ = = =0,0492 r Z 144,44 Stabiliseerumistegur kz: Δ U Z 6,02−5,89 0,13 k Z= = = =0,01413 Δ E 31,7−22,5 9,2 (Uz=5
C2= 39 nF U E =7 V C3= 39 nF 1) Resonantssagedus U Välj max = 4,24 V => f= 217 kHz f 0 = 217 kHz 2)Pingevõimendustegur U Sis = 100mV U Välj =4,24V U välj 4,24V ku = = = 42,4V U sis 100mV 3) Pooli induktiivsus C3=39nF f 0 = 217 kHz 1 1 f0 = L1 = 2 L1C 3 4 f 0 C 3 2 2 L1=13,79 H 4) Ribalaius ja hüvetegur fü=224kHz fa=210 kHz B= fü fa = 14 kHz f 217 kHz Q= 0 = = 15,5kHz B 14kHz 5) Võimendi logaritmiline amplituud-sageduskarakteristik Joon. 2 6) Amplituudkarakteristik Joon. 3 Kokkuvõte Võiks öelda, et 217 kHz kuulub madalsageduste hulka. Antud seadet saaks kasutada võimendina seadmes, mis edastab või saadab signaali sellisel sagedusel. Näiteks navigatsioonisüsteemid.
Kristalliliste (anisotroopsete) materjalide korral on juhtivusomadused materjali eri suundades erinevad ning seepärast avaldub ka piesoefekt eri suunas erinevalt. Piesoelektrilisi materjale saab kasutada mitmesuguste elektromehaaniliste muundurite nagu piesoelektriliste resonaatorite, mikrofonide, kõlarite ja andurite valmistamiseks. Piesotajuritele esitatavad põhinõudeiks on suur elektriline ja mehaaniline vastupidavus, väike temperatuurisõltuvus, niiskusekindlus ning suur hüvetegur. On olemas nii otsene piesoefekt kui ka pieso pöördefekt. Piesotajurite töö põhineb otsesel piesoefektil, mille korral välise jõu toimel tekib piesomaterjali pinnal elektripotentsiaal (joonis 3.14). Pöördefekti kasutatakse piesotäiturites, nt. kõlarites ja mootorites, kus piesomaterjali elektilise mõjutamise tulemusena muutuvad tema mõõtmed. Kristallide piesoelektrilised omadused sõltuvad nende struktuurist. Piesoelektrikuteks on kõik püroelektrikud, s. t
c) Induktiivpoolid e. drosselid (inductances) Kõik voolujuhtivad elemendid on mingil määral induktiivsed. E = - Ldi/dt Kasutamine: pulseervoolu silumine, võnkeringide komponent, kõrgsagedusvoolu piiramine jne. Välditakse kasutamist mikrolülitustes. L = 0,1 µH... 100 mH. Ehitus: mähis silindrilisel dielektrikalusel, raud- või õhksüdamik (kõrgsagedusel ferriit - suur eritakistus) ja metallvarje. Reaktiivtakistus X = L Põhiparameetrid: Induktiivsus vastavalt reale E6 ja E12. Hüvetegur Q=X/R= L/R (R energiakadu poolis). Kõrgsagedusel komplekstakistus. d) Resonaatorid (võnkeringide ekvivalendid) - Kvartsresonaator e. kvarts (kvartsplaadike kahe metallplaadi vahel). Hea sageduse stabiilsus. Valmistatakse F= 2kHz... 200 MHz. - Piesokeraamiline filter. Ehitus ja tööpõhimõte (piesokristall) sama mis kvartsresonaatoris. Kasut. raadiote vahesagedusvõimendites ja mikrokontrollerite taktgeneraatorites. Kehvemad kui kvartsid. e) Trafod
2. Skitseerige antud skeemi korral Thevenini ja Nortoni ekvivalentskeemid ja tuletage neid iseloomustavad parameetrid. Kumba ekvivalntskeemi on mõistlikum kasutada, kui takisti on 0,1 Ω või 100 Ω? 12 Ω (elektromotoorjõud ekvivalentskeemil: 1,2 V ja sisetakistus 2,4 Ω, voolugeneraatori (lühis)vool on 0,5 A; esimesel juhul on mõistlikum kasutada Nortoni ja teisel juhul Thevenini ekvivalentskeemi) 3. Leida jadaühenduses RCL ahela resonantssagedus, hüvetegur ja sagedusriba, kui ahela takistus on 10, mahtuvus on 150 nF ja induktiivsus 0,02 H. Milline on ahela takistus signaalile resonantssagedusel? Milline on pinge amplituud kondensaatoril resonantssagedusel, kui ahelale rakendatud siinuselise signaali pingeamplituud on 6 V? Skitseerige antud ahela jaoks sagedussõltuvus (voolu amplituudi sõltuvus sagedusest) ja faasisõltuvus (pinge ja voolu vahelise faasi sõltuvus sagedusest)! ωR = 18,2·103 s-1 e
Reaktiivtakistus ehk reaktants on näivtakistuse komponent, mis iseloomustab perioodilist (võnkuvat) energiavahetust elektriahela elementide vahel. Kogutakistus on võrdne üksikute takistuste summaga. 9)Kuidas tekib vahelduvvooluahelas pingeresonants?Skeem. Pingeresonants on olukord pooli ja kondensaatorit sisaldavas jadaahelas, kus ahela reaktiivtakistus on null. Seega pingeresonantsi tingimus x L = xC 10)Mida iseloomustavad kontuuri hüvetegur ja ahela võimsustegur? Ahela võimsustegur on aktiivvõimsuse ja koguvõimsuse suhe, mis ühtlasi iseloomustab ka siinuselise pinge ja voolu vahelist suhtelist ajalist nihet perioodis ehk nihkenurka. Kui ϕ = 1cos , on tegemist puhta aktiivenergiaga ning reaktiivenergia edastamist liinis ei toimu. Kui ϕ < 1cos , suureneb ahela vool reaktiivenergia ümberlaadimise tõttu. 11)Kuidas tekib vahelduvvooluahelas vooluresonants? Skeem.
24. Miks cm lainealas osutub võimatuks kahejuhtmelise või koaksiaalliini kasutamine? Ülikõrgsagedusseadmete puhul on tavaliste keskendatud parameetritega võnkeringide kasutamine kadude tunduva suurenemise tõttu raskendatud. Sageduse tõusmisel suureneb pinnaefekti mõju, mistõttu juhtmete aktiivtakistus märgatavalt kasvab. Ka suurenevad dielektrikus kaod ning energia soovimatu kiirgumine. Kõige selle tulemusel väheneb võnkeringi hüvetegur tunduvalt. Cm lainealas töötavates seadmetes kasutatakse selleks otstarbeks lainejuhtide suletud lõike õõsresonaatoreid. Viimaste puhul võib hüvetegur küündida mitme tuhandeni 25. Selgitada õõnesliini (lainejuhi) ehitust; millised eelised on lainejuhil koaksiaalkaabli ees; millega on määratud lainejuhi omalaine pikkus; millest sõltub lainejuhi kriitiline laine o, mille juures on võimalik energia edastus?
Kus W(t)=W on hetkel t kontuuris salvestatud energia, W(t)-W(t+T)=W aga „energiakadu“ ühe võnkeperioodi jooksul. Kuna hetkel t on kontuuris salvestatud energia võrdeline pingeamplituudi ruuduga kondensaatoril siis võime kirjutada: Arvestades võrdust (9) saame: Juhul kui 2<<1 (nõrk sumbuvus), lihtsustub ülaltoodud valem järgnevaks: Arvestades võrdust (12), saame: Q = π ⋅ Ne Kus Ne on aja jooksul sooritatud võnkumiste arv. Näeme, et hüvetegur on seda suurem, mida rohkem võnkeid jõuab süsteem teha, enne kui amplituud kahaneb e korda. Tutvusime kolme sumbuvaid võnkumisi iseloomustava karakteristikuga. Need on sumbuvustegur β , sumbuvuse logaritmiline dekrement Λ ja hüvetegur Q , mis on kõik omavahel seotud. Kui β ja Λ iseloomustavad võnkumiste sumbuvust amplituudi kahanemise seisukohast, siis Q iseloomustab sumbuvust energeetilisest, “kaotsiläinud” energia seisukohast (mida väiksemad energiakaod,
Udmaxk Usfmax *nomin koormustak 2k,10k *toitepinged(nomin, min, max) *ühikvõimend sagedus f1-sagedus, mille korral võimendusteguri moodul=1 *talitluskiirus dU/dt-väljundpinge suurim muutumise kiirus differentspinge hüppelisel muutusel (90…V/us) 3. faasinihet fo puhul ple. Diferentseeriv ja integreeriv ahel, saab ühendada võimu külge mitteinv-va skeemiga. Mida madalam sagedus, seda väiksem hüvetegur. Ülemisest klemmist inv OV valj, alumisest OV +. Vaja Ku3->Rts/Ro2. 4. küllastus välditud(puudub peensiire) ja kiirus 3-4x suurem kui TTL(=10ns). Pooljuhtmaterjal (kõrge-oomiline) ja metall. 5. Ajal. esimene. 2xNOR(või 2xNAND, siis madalaktiivne sisendite suhtes) rist tagasisidega (00-ei muutu, 11-keelatud). Asünk, puudub CLK. Sünkroonne, siis 2xAND, kummasegi CLK ja R või S. Esifrondiga: nool sisse, tagafron nool välja CLK-s. Pilet 10. 1. Wien'i sild 2
3. RegeneratiivVV Reguleerita v positiivne tagasiside Sisen KSV d (RSV KS Detekto MSV ring ) SuperregeneratiivVV-s rakendub positiivne tagasiside, mis võimaldab tunduvalt tõsta üldist võimendust KS-traktis. Ühtlasi suureneb selle astme võnkeringi hüvetegur, millele rakendub positiivne tagasiside. Puudus: VV ümberhäälestamisel ühelt sageduselt teisele peab uuesti reguleerima ka positiivse tagasiside suurust. Vastasel juhul tekib kas võimenduse vähenemine või aste läheb genereerima, olenevalt sellest, kuidas muutus tagasiside suurus VV ümberhäälestamisel teisele sagedusele. 5 Raadiovastuvõtjad
Madalsageduslikes generaatorites Pilet 4. kasutatakse selektiivsete elementidena sagedusest sõltuvaid RClülisid. Nendest klassikaline 1. filtriga võimu ehitamine _"Wien`i sild". faasinihet fo puhul ple. Diferentseeriv ja integreeriv ahel, saab ühendada võimu 2. mahtuvuslik filter alaldis külge mitteinv-va skeemiga. Mida madalam sagedus, seda väiksem hüvetegur. Ülemisest klemmist 3. väljatransistor inv OV valj, alumisest OV +. Vaja Ku3->Rts/Ro2. 4. PROM 4. küllastus välditud(puudub peensiire) ja kiirus 3-4x suurem kui TTL(=10ns). Pooljuhtmaterjal 5. High-Z (kõrge-oomiline) ja metall. Selleks, et vältida bipolaarse transistori küllastusse minekut 1. Filter OV väljundisse või sisendisse. Nt RC,CR,LC filter väljundisse. Inv võim, mitteinv.
lähteolekusse peale muutusi. T 2 . Hüvetegur Q= pii/ lambda. Parameetrilise Iga mootor on süsteem, mis teostab 2
Kui on tegemist homogeense vardaga,mille mass on m,pikkus l ning võnketsentre vaheline kaugus on a. Analoogiliselt matemaatilise pendli juhuga: +0²=0 0²=mga/l ja T-2=2(l/mga) 1.5.4.Sumbuvad võnkumised Tegemist on elastsusjõu mõjul sumbuvalt võnkuva süsteemiga.Sumbuvuse põhjustab keskkonna takistusjõud: f ¯(t-all)=-rv ¯ v-võnkuva keha kiirus r-keskkonna takistustegur Liikumist kirjeldab vektorvõrrand: ma ¯=-kx ¯-rv ¯ mx¨=-kx-rx T=2/(0²-²) x=a0*e^(-t)*cos(t+) Q-hüvetegur Q=/=N(e-all) N(e-all)= /T=l/ 1.6.Lainete levik elastses keskkonnas 1.6.1.Lainevõrrand Võnkumiste levikut elastses keskkonnas nim.elastsuslaineteks. Laine levimise kiirus v,elastses keskkonnas,on võrdne sageduse V ja lainepikkuse korrutisega. v= V= /T Vaakumis heli ei levi,kuna seal keskkonnaosakesed puuduvad. (0,t)=acos t (x,t)=acos (t- )=acos(t- x/v) V=S/t S=V*t t=S/V analoogiliselt =x/V k(lainearv)=2/ =2*T/T* = /V V= /T II . Vedelike mehhaanika 2.1.Vedelike staatika 2.1.1
kus keerdude vahel on traadi läbimõõdust suurem vahe. Otstarbelt võib poolid liigitada 1. Võnkeringpoolid 2. Filtripoolid 3. Trosselid e. paispoolid Poolide tunnussuurused. 1. Induktiivsus L võrdeline mähise krrdude arvu ruuduga solitudes mähise ja pooli südamiku kujust, nende mõõtmetest ja südamiku materjalist. 2. Hüvetegur-Q=L/Rk 100-600- keraamilise algusega südamiku poolidega 100- 400-ferriitsüdamikuga kuni 10mH 60-180-mitme kihilstel 20-30-sõltub oluliselt pooli kujust st. pikkuse ja läbimõõdusuhtest ja on suurim kui suhe on 0,4-0,6 3. Omamahtuvuse suuruse määrab pooli keerdude vaheline hajumahtuvus, sellele lisandub pooli läheduses olevate metal esemete suhtes tekkiv mahtuvus 4. Induktiivsuse temperatuuri tegur L-näitab induktiivsuse suhteline muutust
võimendi tagasisideahelasse ühendatud farseeriva RC-ahela abil. RC-generaatoreid kasutatakse juhtgeneraatoritena vaheldites ning samuti mõõteaparatuuris. Madalsagedustel (alla 15 ... 20kHz) kasutatakse enamasti RC-generaatoreid. Põhimõtteliselt võib võnkeringi asendada RC-ribafiltriga või nn Wieni-Robinsoni sillaga. faasinihet fo puhul ple. Diferentseeriv ja integreeriv ahel, saab ühendada võimu külge mitteinv-va skeemiga. Mida madalam sagedus, seda väiksem hüvetegur. Ülemisest klemmist inv OV valj, alumisest OV +. Vaja Ku 3->Rts/Ro2. 4. TTL-Schottky loogika elemendid TTL – nii lülituse sisendis kui väljundis on transistorid. TTL-Schottky barjääriga transistorides on baasi ja kollektori vahel Schottky barjäär, mis vähendab siirde avamise lävipinget (0,7 voldilt 0,2...0,3 voldini) hoider ära transistori küllastumise. Seetõttu tõuseb loogikaelemendi töösagedus ja suureneb
Sumbuvate võnkumiste korral on hälve tasakaalu asendist x avaldatav siiis järgmise avaldisega: VALEM 13. Järgnevalt vaatleme sumbuvust iseloomustavat suurust, mida nim. sumbuvuse logaritmiliseks dekremendiks, lambda. VALEM 14, kus a(t) ja a(t+T) võnkumise amplituudid ajahetkel t ja pärast perioodi möödumist. Relaksaksiooniajaks tao nim. aega, mille jooksul võnkumiste amplituud väheneb e korda. Edasi tähistagu N(indeksiga e) vältelt sooritatud täisvõngete arvu VALEM 15. Hüvetegur Q on võrdeline täisvõngete arvuga relasaksiooniaja vältel VALEM 16. 1.6. Lainete levik elastses keskkonnas: (SISSEJUHATUSEKS) Kui elastse tahke keha mingis punktis (näit. välispinna mingil väikesel pinnatükil) tekitada lokaalne deformatsioon, siis hakkab see levima igas suunas. Lokaalselt deformeeritud ruumalas olevad molekulid mõjutavad naabreid, need oma naabreid jne. Deformatsiooninähtuse levimise
z(täpp) = R + jL + [1/ (jC)] aga normaalkujul Z = ruutjuur {R2 + [L - 1/ (C)]2}. Võib tekkida olukord, et L - 1/ (C) = 0, see on siis, kui = 0 => pooli ja induktiivsuse kogutakistus on võrdne nulliga. Resonantsi puhul väheneb jadaahela takistus aktiivtakistuseni. Seetõttu on vool võnkeringis maksimaalne ning pinged poolil ja kondensaatoril ületavad Q-kordselt aktiivtakistusel R tekkiva pingelangu. Q on võnkeringi hüvetegur: Q = 2f0L/R = 1/(2f0CR) Poolil pinge /2 voolust ees ja kondensaatoril pinge /2 voolust maas. Vooluresonants: voolud liituvad nii, et nende summa on null, kui = , siis pinge on ühine. 1) vL = vC 2) K(täpp)() = Z(täpp)LC/ [ R + Z(täpp)LC] 3) voolud erinevad -> sõltuvad harude takistustest poolis jääb pinge voolust /2 maha. Kui -> 0, siis XL -> 0, iL -> &inf;, XC -> &inf;, iC -> 0 => madalatel sagedustel, aga kõrgetel sagedustel on olukord vastupidine.
Laine levimisel ei kandu keskkonna osakesed lainega kaasa, vaid T=2/(0²-²) ainult võnguvad oma tasakaaluasendi ümber. Ristlainete korral võnguvad x=a0*e^(-t)*cos(t+) osakesed risti laine levimissuunaga (nt vee pinnalained). Pikilainete korral võnguvad Q-hüvetegur keskkonna osakesed piki laine levimise suunda (nt helilained). Lisaks võnkumisi Q=/=N(e-all) iseloomustavatele suurustele kirjeldavad laineid veel lainepikkus, mis võrdub kahe N(e-all)= /T=l/ teineteisele lähima sarnase laineelemendi
sagedustel, kus algab võimenduse vähendamine, avalduvad L-ist ja Ckm-ist tekkinud rööpvõnkeringi resonantsnähtused. Sageduse lähenemisel resonantssagedusele suureneb rööpvõnkeringi takistus. Ekvivalentse koormustakistuse suurenemine sageduskarakteristiku resonantssageduse läheduses kompenseerib võimenduse languse. Selle tulemusena väheneb ka siirdekarakteristiku tõusu kestus. 1 L Võnkeringi optimaalne hüvetegur: Q R C 0,64 k km Sellest suurema Q korral tekib resonantssagedusel sageduskarakteristiku tõus ja siirdekarakteristikul tekib ülevõnge. Sagedustel, mis ületavad võnkeringi resonantssageduse, hakkab astme võimendustegur uuesti langema, sest koormustakisti kollektorvooluringis hakkab
sõltuvus pingest on toodud joonisel 5.3. Capacitance Diode JOONIS 5.3. ELEKTROONIKAKOMPONENDID lk.30 Mahtuvusdioodide parameetrid on järgmised: 1. nimimahtuvus Ctot n on dioodi mahtuvus teatud väikesel vastupingel; 2. mahtuvuse kattetegur k = Ctot U1 / Ctot U2 väljendab nimimahtuvuse ja suurimale lubatavale vastupingele vastava minimaalse mahtuvuse suhet; 3. hüvetegur Q = Xc/ RK , kus Xc on mahtuvusdioodi reaktiivtakistus ja R kaotakistus; 4. mahtuvuse temperatuuritegur on mahtuvuse suhteline muutus temperatuuri muutu- misel 1 °C võrra. Photodiode 5.6. Fotodiood Fotodiood on pooljuhtdiood, mis on konstrueeritud nii, et on võimalik valguse pääs p-n-siirde tsooni ehk täpsemalt tõkkekihti. Tõkkekihti sattunud valguskvandid tekitavad oma energia toimel seal voolukandjate - elektronide ja aukude - paare
annaabi.ee 
