Siis sai parima võimaliku simulatsiooni tulemuse (Joonis 2.). Invertori genereerimisel (joonis 3.) ei õnnestunud simulatsiooni teha, kuid see oleks kindlasti tulnud väga sarnane, tehtud invertori simulatsioonile. LIHTLOOGIKA Tuli teha MOS-transistortest lihtloogika element. Valiti esimene, NAND2 (joonis 4.). Layout'i tegemine oleks pidanud käima lihtsamalt, kuid nüüd tuli pMOS teha sama laia kanaliga, kui nMOS (Joonis 5.). Analoogskeemi koostamine Joonestati operatsioonivõimendi skeemist (joonis 8.), layout (joonis 9.), mille simulatsioonist (joonis 10.) otsiti võimendust (tabel 1.) ja saadud tulemustest joonistati graafik (graafik 1.). Võimendi koosnes üheksast transistorist, millest neli olid pMOS ja viis nMOS. Mängides sagedusega, selgus, mida suurem sagedus seda väiksem võimendus. Et saada suhteliselt muutumatut voolu kasutati voolupeeglit, milleks kasutati kahte transistori. Joonised 1
Kasutatakse aukmontaazi ja pindmontaazi komponente. Voolurajad söövitatakse ühele või mõlemale plaadi poolele. Augud metalliseeritakse. Plaat kaetakse jootemaskiga õhukese lakikihiga, milles on avad nende kohtade peal, kuhu tahetakse hiljem komponendi väljaviiku joota. Komponendid paigutatakse õigetesse kohtadesse ja joodetakse korralikult kinni. Analooglülitusi liigitatakse otstarbe järgi: · võimendavad operatsioonivõimendi · võrdlevad helisagedusvõimendi · piiravad komparaator · korrutavad pingestabilisaator · filtreerivad seadisekomplekt filter toiteallikas signaaligeneraator
MHX0065 Mehhatroonikasüsteemide komponendid Praktikum Raadioside aruanne Kuupäev: 15.11.12 Meeskonnaliikmed: 1. Ove Hillep 2. Joosep Andrespuk 3. Ragnar Jaanov Aruande täitis ja esitas: Ove Hillep Labori eeltöö Operatsioonivõimendi on kahe sisendiga võimendi, millel on suur pingevõimendustegur. Niisugune või- mendi võimaldab väheste väliskomponentide lisamisega luua mitmesuguseid lülitusi, mille parameetrid sõltuvad peamiselt vastusideahela (s.o negatiivse tagasiside ahela) omadustest. Spetsiaalseid, vastusideta operatsioonvõimendeid kasutatakse näiteks pingekomparaatoreina. Operatsioonivõimendi LM741CN on üldotstarbeline kvaliteetne ning võrdlemisi lollikindel mitteinver-
antud muundur on ehitatud loenduri ja digitaal-analoog muunduri baasil. analoogsisendisse antakse analoogsignaal mida tahetakse viia digitaalsele kujule stardi pulss: muundamise protsessi (konversiooni) alustamiseks antakse vastav signaal taktsageduse sisendisse antakse mingisuguse sagedusega clock signaal loenduri sisu seerendamiseks digitaalväärtus mis vastab analoogsignaalile saadakse loenduri väljundist võrdluselemendiks sobib hästi komparaator operatsioonivõimendi baasil, annab märku sellest kas analoogsignaal (analoogsisendist) on suurem või väiksem digitaal analoogmuundurist (DAC) tulevast signaalist. vaikimisi, kui loenduri sisu on 0 siis võrdluselemendi väljundis on "1". muunduri tööpõhimõte on järgmine: mingil ajahetkel saabub impulss stardi sisendile. sellega nullitakse loenduri sisu. ja katkestatakse hetkeks loenduri töö. loendur on ühendatud DAC'iga ja DAC' väljundpinget hakatakse sammhaaval tõstma- pinge suurendamine(loenduri
kollektortakistiga ja baasitakistiga lülitusest). 8. Formeeritud kanaliga n-tüüpi MOSFET transistori ehitus ja tööpõhimõte (s.t. joonistage läte, neel, kanal, paisuoksiid ja pais, siirded nende vahel lätte ja neelu vool ning pinged lätte ja neelu vahel ning paisule rakendatud pinge). Pingestamine ja voolud ühise lättega lülituse korral koos sisend ja väljundkarakteristikutega. Operatsioonivõimendid. Vool operatsioonivõimendi kumbagi sisendisse on ligikaudu null, pinge mõlemas sisendis on võrdne ja ülejäänud voolud ning pinged sõltuvad konfiguratsioonist. 9. Inverteeriva sisendiga võimendi (joonis ja voolud ning pinged eri osades tuleb ka kirjutada loomulikult koos võimendi enda parameetritega ehk võimendus, sisend ja väljundtakistus). Skitseerida väljundpinge, kui toitepinge on ±2 V, signaali võimendatakse 200 korda ning sisendpingeks on kolmnurkpinge amplituudiga 20 mV!
Vastavalt juhtsignaalile kommuteeritakse infosisendi signaal ühte väljundisse. Väljundite arv on 2n, kus n on juhtsisendite arv. Järelikult saab kahe juhtsisendiga ehk kahebitise koodiga kommuteerida 4 väljundit, kolme juhtsisendiga 8 väljundit jne. 5. Inverteeriv võimendaja (skeem, pingevõimendustegur) Operatsioonvõimendil on kaks erinevat sisendit, „+“ ehk mitteinverteeriv sisend ja „-„ ehk inverteeriv sisend. Võimendusteguri K väärtus ei ole otseses sõltuvuses operatsioonivõimendi enda võimendustegurist, vaid on leitav tagasiside ahela takistuste kaudu. Oluline on tähelepanu pöörata miinus märgile võimendusteguri avaldises, mis viitab signaali vastasfaasilisusele. Inverteeriva võimendi väljundtakistus on suhteliselt suur. Sisendtakistus on aga antud lülituse puhul määratud takisti R1 takistusega. See on tingitud sellest, et operatsioonivõimendi inverteeriva sisendi ja ühise klemmi vahel pinge on 0 ja takisti R1 on ühendatud
lõpmatuseni. Ribapääsfilter (band-pass filter) – pääsuala kindlas sagedusvahemikus, ülejäänud tõkkeala. Ribatõkkefilter (band-stop filter) – tõkkeala kindlas sagedusvahemikus, ülejäänud sagedusvahemikud pääsuala. 18. Passiivfiltrid, aktiivfiltrid. Passiivfiltrid koosnevad LC või RC ahelatest (induktiiv-mahtuvuslikest või takistus-mahtuvuslikest). Aktiivfiltrid sisaldavad aktiivelementi (operatsioonivõimendi,transistor), mida kasutatakse filtreeritud signaali võimendamiseks. Skeemielementide järgi jaotatakse filtrid aktiiv- ja passiivfiltriteks. Passiivfiltrid sisaldavad ainult passiivseid komponente (takistid, poolid ja kondensaatorid), mis on ühenduses nii, et lasevad läbi kindlaid sagedusi, samas kõiki teiste sagedustega signaale nõrgendades. Käesolevas peatükis käsitletakse edaspidi aktiivfiltreid, mis sisaldavad peale passiivkomponentide veel aktiivkomponente (transistorid või
RC-sidestus transistori reziimvoolude isoleerimiseks sisendsignaali allikast ja tarbija ahelast. 4.Trafosidestus samaks otstarbeks. 5.Balansslülitus (galvaaniline sidestus) samaks otstarbeks. 6.Bipolaartransistori ja MOP-transistori põhierinevused. 7.Operatsioonvõimendi ja selle parameetrid. Automaatikaseadmetes pidevsignaalidega sooritatavateks arvutusteheteks kasutatav suure võimendusteguriga alalispingevõimendi. Parameetrid: võimendustegur 8.Milleks on vajalikud operatsioonivõimendi balansseerimine ja korrigeerimine? 9.Võimendi sageduskarakteristik. Alumiste, keskmiste ja ülemiste sageduste mõisted. 10.OV mitteinverteeriv lülitus. 11.OV järgurina. 12.OV inverteeriv lülitus. 13.OV summaatorina. 14.OV diferentsiaalvõimendina. 15.Bipolaarvõimendi OV-l. 16.Integraator OV-l. 17.Diferentseeriv võimendi OV-l. 18.Miks peab OV tagasisidestus olema negatiivne? Mis juhtub positiivse tagasisidestuse puhul? 19.Muundamine I -> U OV abil. 20.Logaritmiv võimendi OV-l
Lüliti, pooli, dioodi ja sisendi voolud [2] Voolu lainekuju diagrammil on näha, et pooli vool on dioodi ja sisendi voolude summa. Vool liigub kas läbi lüliti või dioodi. Kondensaator paigaldatakse väljundisse, et pinge kõikumisi siluda, eriti lüliti avamise ja sulgumise üleminekutel [2]. Joonis 3. Pingeregulaatori plokkskeem [3] Joonisel on impulss-stabilisaatori plokkskeem. Koormusel olev pinge läheb läbi tagasiside ahela mikroskeemi ja läbi operatsioonivõimendi komparaatorisse. Kui 52 kHz ostsillatori pinge langeb alla mitte-inverteeriva sisendi pinge, siis lastakse läbi kõrgeim läbilastav positiivne pinge, mis läbib ja-ei elemendi kontrollerisse, mis juhib transistori lülitust [3]. 3. Toiteploki koostamine ja komponentide arvutused Toiteplokk koostati joonisel 2.1 toodud elektriskeemi alusel. Toiteplokk koosneb kahe sekundaarmähisega transformaatorist T1; kahest täisperioodalaldist D1 ja D4 ning aladile
möödumisel, kus on R-C-ahela ajakonstant =R*C. Joonis 3.3 Selsüün- või potentsiomeetriline käsklus(etteande-)aparaat võib samuti töötada intensiivsuse etteandurina, kui hakata selsüüni rootorit või potentsiomeetri liugurit liigutama mingi reguleeritava kiirusega ajami, näiteks elektriajami abil. 3.3. Regulaatorid ja funktsionaalsed muundurid. Regulaatori põhielemendiks on operatsioonivõimendi. Operatsioonivõimendi on suure võimendusteguriga negatiivse tagasisidega haaratud alalisvooluvõimendi (joonis 3.4). Joonis 3.4 Operatsioonivõimendil võib olla rohkem kui üks sisend Usis ja üks inversne väljund. Sisendahelatesse ja tagasisideahelasse on lülitatud aktiiv-mahtuvuslikud takistid Zsis,i ja Zts. Operatsioonivõimendi muundab sisendsignaale seaduspärasuse Uvälj = - Zts * Usis,i / Zsis,i ) järgi
keskväärtust See suurus vastab täpselt täisperioodalaldi väljundpinge keskväärtusele ja seetõttu saab kasutada mõõtmiseks sildskeemi Kui mõõdetav suurus anda otse sildskeemi sisendile, esineb ka siin dioodi volt-amperkarakteristikust tulenev moonutus väikeste pingete mõõtmisel 2x (0,3...0,8)V Sellise ebalineaarsuse välistamiseks lülitatakse sildskeem võimendi tagasiside-ahelasse Kuna operatsioonivõimendi (OV) võimen-dustegur on väga suur ja potentsiaalid OV sisenditel on võrdsed (pinge Du®0), on pinge takistil R võrdne sisendpingega Takistit R läbiv vool võrdub u(t)/R Kuna OV sisendtakistus on väga suur siis läbib dioodsilda sama suur vool kui takistit R Seega mõõteriista läbib vool i(t) = u(t)/R 4 Tagasisidestatud võimendi kasutamisega saime rahuldada kaks tingimust: toimub sisendpinge kompenseerimine ja mõõtesüsteemi sisendtakistus on suur
lihtsalt oss) · Toiteallikad- 1 ja 2-polaarsed Sügis 2010 Praktilise elektroonika loeng 48 Skeemid · Takistid, pingejagurid (ka kondega) <-> stabilisaator · Temperatuuritundlikud asjad, PTC, NTC · Valgustundlikud ahelad: fotodiood, -transistor, -takisti, optron, FEU jne. "UFO-skoop" ! · Alaldi / detektor · Türistor/sümistor, PWM · Generaator, taimer NE555 (nt. ventilaatori või auto salongilambi juhtimine) · Komparaator, operatsioonivõimendi (OV) · Matemaatilisi tehteid tegevad ahelad OV-del · Toiteskeemid: trafo, "seinakuubik", pinge silumine. Miks pinge mõõtes kõrgem kui peaks olema ? Lineaarne pingestabilisaator, voolustabilisaator Sügis 2010 Praktilise elektroonika loeng 49 Skeemid · Filter eraldab kogu signaalist vajaliku sagedusega osa. Nt. värvimuusikas või kõlarites. Või selektiivses voltmeetris · selektiivne sisendahel ka raadios/tv-s
muundurid mis etteande (programm-)seadmete , koordinaatide ning param.andurite sign.alusel töötavad välja juht.signaalid. 4)Sobituselem.mille abil saab ühendada ühisesse skeemi (punktid 1-3) elem. Sobitades omavahel nende sis.-ja välj.sign. vooluliigi järgi sign.iseloomu ja nivoo järgi. 16. El.ajamite juht.analoogelem. ja seadmed(regulaatorid, funkts.muundurid, käsklus-ehk etteandeseadmed, sobitus-ja toiteseadm.)- Analoogsüst.põhikomponendiks on operatsioonivõimendi-väga suure võimen- dustegriga neg.tagasisidega alalisv.võimendi.Regulaator-kui sisendahelatesse ja tag.sideahelasse lülitada peale takistite ka konden-rid, muudab opvõimendi sisendsign.mitmesuguste teiste seaduspärasuste järgi ning tema välj.sign. saab kasut. Mitmesuguste el.ajamite juhttoimete saatmiseks. Funktsionaal muundurid- Võimaldavad sis,sign.ruutu tõstmist ming temast ruutjuure võtmist, korrutada ja jagada analoogsign.eraldada sign
4.Trafosidestus samaks otstarbeks. 5.Balansslülitus (galvaaniline sidestus) samaks otstarbeks. 6.Bipolaartransistori ja MOP-transistori põhierinevused. 7.Operatsioonvõimendi ja selle parameetrid. Automaatikaseadmetes pidevsignaalidega sooritatavateks arvutusteheteks kasutatav suure võimendusteguriga alalispingevõimendi. Parameetrid: võimendustegur 8.Milleks on vajalikud operatsioonivõimendi balansseerimine ja korrigeerimine? 9.Võimendi sageduskarakteristik. Alumiste, keskmiste ja ülemiste sageduste mõisted. 10.OV mitteinverteeriv lülitus. 11.OV järgurina. 12.OV inverteeriv lülitus. 13.OV summaatorina. 14.OV diferentsiaalvõimendina. 15.Bipolaarvõimendi OV-l. 16.Integraator OV-l. 17.Diferentseeriv võimendi OV-l. 18.Miks peab OV tagasisidestus olema negatiivne? Mis juhtub positiivse tagasisidestuse puhul? 19.Muundamine I -> U OV abil. 20.Logaritmiv võimendi OV-l
Kui pinget peale ei lastaks, oleks sisend- ja väljundsignaalid võrdsed. 32. Miks triger mäletab oma eelmist olukorda, aga loogikaelement ei mäleta? Loogikaelemendi mõte on teha tehe, seejuures teda pidevalt vooluga ei toideta. Trigeril aga on vool koguaeg peal, seetõttu mäletabki triger oma eelmist olukorda. (see on seotud trigeri ehitusega: trigeri väärtus sõltub trigeri eelmisest väärtusest, aga loogikaelemendi väärtus sõltub talle peale antavast pingest) 33. Miks operatsioonivõimendi võimendustegur sõltub tagasisideahela takistusest? Sest K = -R2 / R1, kus R2 on tagasiside ahelas olev takisti. 34. Millised eelised ja puudused on kahendkoodil võrreldes kümmendkoodiga? Kahendkood kuulub positsiooniliste arvusüsteemide hulka. Tema aluseks on arv 2, seega arvu kohtade kaaluks on kahe astmed ning igal kohal võib olla ainult kaks väärtust: 0 või 1. signaali esitamine arvu kujul lihtsustab oluliselt impulsilülituste vaatlust ning võimendab nii
Us Us Uv Uv d. e. Joonis 4.3 operatsioonivõimendite (aktiivelemendid) baasil. Passiivfiltrite lülitused on aktiivfiltrite omadest tunduvalt lihtsamad. Operatsioonivõimendi baasil koostatud aktiivne madalpääsfilter on joonisel 4.3, a. Selle lõikesageduse saab arvutada valemiga 1 1 f = = , 2Tf 2R2C kus Tf on filtri ajakonstant. Madalpääsfiltri ülekandefunktsiooni kirjeldab avaldis (4.1): 144
( ) U A = K D / A an ⋅ 2 n + an−1 ⋅ 2n −1 + L + a2 ⋅ 2 2 + a1 ⋅ 21 + a0 ⋅ 2 0 , (2.1) kus K D A on muunduri ülekandetegur ja ai kahendarvu i-nda koha väärtus, mis võrdub 0 või 1. Signaal 0 tähendab avatud ja signaal 1 suletud kontakti. Antud juhul on kasutatud kontakte tööpõhimõtte selgitamiseks. Tegelikult kommuteeritakse takisteid transistorlülititega kontaktivabalt. Operatsioonivõimendi sisendahelaid toidetakse stabiilsest etalon- pingeallikast U0, et takisteid läbiv vool sõltuks vaid lülitite asenditest, s. t sisendkoodist. Joonisel 2.43, a toodud skeemi puuduseks on erinevate takistite kasutamise vajadus. Kuna muundureid valmistatakse tavaliselt 8...12-kohalistena, siis on koodi nooremale ja vanemale kohale vastavate takistite erinevus kuni 212 = 4096 korda. Erineva takistusega täppistakistid teevad muunduri valmistamise keerukaks. Seda puudust pole joonisel 2
annaabi.ee 
