Rakendus elektroonika(3)spikk (1)

Impulss tehnika alused Impulss tehnikaks nimetatakse seda elektroonika osa, mis tegeleb impulsiliste signaalide genereerimise , formeerimise ja võimendamisega. Impulsilisi signalle kasutatakse digitaal tehnikas, ning ka signaalide edastamisel, kui sinuselist signaali iseloomustatakse kolme parameetriga, need on : Amplituud , Sagedus, Algfaas . Siis impulsiliste signaalide korral on vajalikke parameetreid märksa rohkem. Seejuures loetakse impulsiks lühiajalist pinge, voolu või võimsuse kõrvalekandumist mingist teatud suurusest .Impulsikuju: See on pinge, voolu või võimsuse muutumise seaduspärasus impulsi vältel. Periood on ajavahemik ühe impulsi algusest kuni teise samapolaarse impulsi alguseni . Impulsi kestvus on ajavahemik impulsi algusest kuni tema lõppemiseni. Pausi kestvus on ajavahemik impulsi lõppemisest kuni järgmise impulsi alguseni. Väga sageli on impulsside kuju moonutunud ja seljuhul võib tekkida probleeme impulsi kestvuse määramisel. Kokkuleppeliselt kui on tegemist moonutatud impulsidega, siis määratakse impulsi kestvus tasemel 0,1. Ja juhul kui on tegemiste ebamäärase kujuga impulssidega siis tasemel 0,5 mida nimetatakse impulsi kestvuseks pool kõrgusel.
Sagedus:Ehk perioodi pöördväärtus.Impulsi polaarsus : Impulsi polaarsus on pinge, voolu või võimsuse muutumise suund impulsi kestel. Kahe polaarsete impulsside korral korduvad positiivsed ja negatiivsed impulsid kindla seaduspärasusega. Elektriahelat läbimisel impulside kuju sageli moonutub. Ja see moonutus avaldub kahel kujul: Impulsside külgmiste osade välja venimises, mille tulemusel ristküllik impulsid muutuvad sarnaseks trapets impulsidega ja impulsi horisondi languses. Mis avaldub horisontaalse osa lineaarses langemises. Kuna impulss pinged on mitte sinuselised, siis võib vaadelda neid ka koosnevana harmoonilistest, see on erineva sagedusega sinus komponentidest. Millele on liituud ka mingi alalispinge , mida nimetatakse alalis komponendiks ja mis on määratud impulside keskväärtusega.Üld reeglina mida kõrgem on harmoonilise number seda väiksem on tema amplituud ja seda vähem mõjutab impulsilise signaali kuju. Ideaalsel juhul peaks elektriahelate läbilaske riba olema lõpmata lai, seljuhul kanduksid sisendist väljundisse moonutusteta kõik harmoonilised . Reaalselt see nii ei ole ja see tõttu tekkivad ka impulsside moonutused. Praktiliselt ei ole aga vajagi ideaalseid impulsse ja seetõttu piisab kui signaal sisaldab esimesed kümme harmoonilist. Selleks et impulsid elektriahelat läbimisel ei moonutuks ülemäära, peab olema ahela läbiraske riba piisava laiusega. Orienteeruvalt võib hinnata vajalikku läbilaskeriba järgmise valemiga: 1Kui lubatav moonutuste määr on väiksem tuleb kasutada lugejas arvu 4, kui suurem siis 2. Impulsside moonutumine Rc-ahelas:Rc- ahelat kasutatakse astmete vahelise sidestus ahelana, et eraldada alalisvooluliselt võimendusastmeid ja juhtida samalajal signaale ühest astmest teise. Impulsside korral on signaalide edastamine ühestastmest teise seotud sidestus ahelas toimuvate siirde protsessidega, mis tekkivad ahelas kahel korral: 1) Impulsi algul.2) Impulside lõppedes. Nende impulsside kulg mõjutab ka impulside kuju moonutusi. Eristatakse kahesuguseid sidestus ahelaid. Väikese ajakonstandiga ahelad , kus impulsi kestel jõuavad siirde protsessid lõppeda. Taolise ahela liigi tunnuseks on see, et ajakonstant on tunduvalt väiksem kui impulsi kestvus.
Suure ajakonstandiga ahelat, kus impulssi kestel jõuab siirde protsess vaid alata .
Nimetatud siirde protsesside käigus toimub kas kondensaatori laadumine või tühjenemine (impulssi lõpul). Mõlemad protsessid eksponent funtktsiooni kohaselt laadimisel tõuseb pinge kondensaatoril sisendpingeni tühjenemisel laetuse pingest nullini. Eksponent protsessile on iseloomulik et laadimine jõuab lõpuni (samuti tühjenemine) 3-5 tau möödumisel, kusjuures tau väärtus sõltub ahela elementide väärtustest. Veel on iseloomulik see, et eksponent funtsiooni alg osa kuni 0,5 tauni on lineaarne. Vaatleme väikese ajakonstandiga ahelat: Aja hetkel T1 kui saabub sisend impulss hakkab kondensaator laaduma läbi takistuse R, kuna on tegemist on järjestik ahelaga, siis kehtib selle protsessi käigus Kirhoffi seadus, see tähendab osa pingete summa (kondensaatori ja takistuse pinge) võrdub igal ajahetkel sisend pingega. Kuna meil on tegemist väikese ajakonstandiga protsessi siis kondensaator laadub , laadimise käigus formeeritakse väljundis positiivne terava tipuline impulss. Ajahetkel T2 hakkab kondensaator tühjenema läbi takistuse R ja signaali allika sisetakistuse. Vool läbi takistuse on nüüd vastupidise suunaga ja tulemusena formeeritakse impulsi lõppemise järel väljundis negatiivne terava tipuli impulss. Väikese ajakonstandiga ajamit kasutatakse terava tipuliste impulside formeerimiseks ristküllik impulssidest. Seejuures saadakse kahepolaarsed impulsid, millest positiivne vastab ajaliselt impulsi esiküljele ja negatiivne impulsi tagaküljele. Saadavate impulside kestus sõltub konkreetselt ajakonstandi valikust. Praktikas kasutatakse taolisi saadavaid impulsse näiteks türistoritel või loogika lülituste käivitamisel, kus on oluline et käivitus elemendi külg oleks võimalikult järsk ja täpselt ajastatud.
Ajahetkel t1 kui algab sisend impuls algab ka kondensaatori laadimine. Kuna meil on tegemist suure ajakonstandiga ahelaga siis toimub see protsess vastavalt eksponendi alg osale, mis on teatavasti lineaarne. Tulemusena tõuseb impulsi vältel pinge kondensaatoril lineaarselt kiirusega, mis on määratud konkreestsel ajakonstandi väärtusega. Impulsi lõppedes ajahetkel t2 hakkab kondensaator tühjenema, vool läbib nüüd takistust vastas suunaliselt, ning väljundisse tekkib negatiivne pinge vise, mis võrdub pingega milleni laeti kondensaator impulsi vältel. Tulemusena näeme, et suure ajakonstandi korral on sidestus ahela väljund impulsid, oma kujult sarnased, sisend impulsidega. Esineb ainult impulsi horisontaalse osa langus, mis on vaadeldav impulsi moonutusena. Seejuures on see moonutus seda väiksem, mida suurem on ahela ajakonstant. Kui meil on vajadust edastada sidestus ahela kaudu impulsilisi signaale, siis tuleb sel juhul kasutada suure ajakonstandiga ahelat. Ahela ajakonstandi valiku ei tohi unustada et mõiste suur või väike ajakonstant on suhteline, see tähendab sõltuvalt impulsi kestusest võib üks ja sama ahel käituda kas suure ajakonstandiga ahelana kui meil on lühikesed impulsid, või väikese ajakonstandiga ahelana kui meil on pikad impulsid. Siin vaadeldud suure ajakonstandiga ahelaga reziimis eeldasime, et meil on tegemist suure harvendusega signaaliga, nii et pausi vältel jõuab kondensaator lõpuni tühjeneda. Juhul kui sisend pinge on väikese harvendusega, siis tekkib laadimise ja tühjenemise reziimides erinevus. See tuleneb sellest, et pausi vältel kondensaator tühjeneb ainult osaliselt, see täjendab järgmise impulsi saabumisel on tal mingi jääk pinge. Ja järgmise laadimise põhjustab nüüd mitte kogu sisend pinge vaid sisend pinge ja jääk pinge vahe. Sama kordub järgmiste impulside ajal, kuni tekkib tasakaalu reziim , kus laeng mida kondensaator saab impulsi vältel võrdub laenguga mida ta annab ära pausi vältel. Kirjeldatud olukorra tulemusel näeme, et kui sisend pinge harvenduse tulemus on 2 siis siirde portsessi tulemusl tekkivad meile väljundisse võrdse amplituudiga kahepolaarsed impulsid, see tähendab impulss pingest on kadunud alalis komponent. See on kooskõlas elektrotehnikaga, sest teatavasti ei lase kondensaator alalispinget läbi.Piirikud:Piirikuteks nimetatakse lülitusi mille väljund pinge järgib sisend pinge kuju kuni teatud tasemini mida nimetatakse piiramis nivooks selle ületamisel jääb aga väljund pinge muutumatuks.Võib vaadelda piirikuid ka lülitusena, mille abil mingi osa signaalist lõigatakse ära. Kui väljund signaalis puudub see osa sisendpingest mis on ülalpool piiramis nivood , siis on tegemist ülaltpiirikuga. Kui see osa mis on allpool piiramisnivood siis on tegemist altpiirikuga ja rakendades üheaegselt nii ülalt kui alt piiramist saame kahepoolse piiramise.Piirikuid kasutatakse: Võimendus elementide kaitseks ülemäärase signaali eest.Ühepolaarsete impulside eraldamiseks, kahepolaarsetest impulsidest.
Trapetsi kujuliste impulsside saamiseks siinuspingest kahepolaarse piiramisega (võib lugeda ka ristküllik impulssidele lähedaseks).
Lühikese ristkülik impulside saamiseks pikkadest eksponent impulsidest kahepoolse piiramise abil.Signaali piiramist saab teostada mitte lineaarse omadustega elementide abil, milleks võivad olla dioodid stabilitronid või ka transistorid , kui neid tüürida sulge või küllastus reziimi . Diood piirikud jagunevad kahete liiki, sõltuvalt sellest kas piiramist teostav diood on tarbijaga järjestiku või paraleelselt. Niinimetatud järjestik piirikus mmkklöäüpsaadakse piiramine siis, kui diood sulgub paraleel piirikus aga siis kui diood avaneb ja lühistab koormustakistuse.Vaadeldavaid piirikuid kasutatakse 0 tasemelisel piiramisel, sest lülitused on väga lihtsad. Kasutatav diood valitakse toodud valemite alusel, kusjuures tuleb arvestada, et paraleel piirikute korral on piiramis reziimis mitte 0 vaid umbes 0,7 volti , see on kasutatava dioodi päri pingelang. Sageli vajatakse ka 0st erinevat piiramis nivooga lülitusi. Pingeallika puudumisel avaneb positiivsel poolperioodil diood, ta lühistab väljundi ja saame 0tasemelise piiramise ülalt. Kui aga meil on dioodiga järjestiku pingeallikas, siis ei avane diood mitte väikeselisel positiivsel pingel vaid alles siis kui sisend pinge saab pingeallika pingest positiivsemaks. Seega määrab kasutatav pingeallikas piiramis nivoo. Täpsemalt tuleb arvestada ka dioodi päripinge langu, sest diood ei avane mitte 0sel pingel, vaid siis kui pinge on ületanud 0,5V. Seega kujuneb praktiliselt piiramisnivoo pingeallika pingest mõnevõrra suuremaks .4.3 Piirikud piirikuteks nimetatakse lülitusi mille väljund pinge järgib sisend pinge kuju kuni teatud tasemini mida nimetatakse piiramis nivooks selle ületamisel jääb aga väljund pinge muutumatuks. Võib vaadelda ka piirikuid lülitustena mille abil mingi osa signaalist lõigatakse ära kui väljund signaalis puudub see osa sisend pingest mis on ülalpool piiramis nivood siis on tegemist ülalt piirikuga. Kui see osa mis on alt pool piiramisnivood siis on tegemist altpiirikuga ja rakendades üheaegselt nii ülalt kui alt piiramist saame kahepoolse piiramise.Piirikuid kasutatakse:Võimendus elementide kaitseks ülemäärase signaali eest. Kaitseks ülemäärase pinge eest kahepoolse piiriku abil Ühepolaarsete impulside eraldamiseks kahepolaarsetest impulsidest. 0 tasemelise piiramisega. Trapetsi kujuliste impulside saamiseks sinus pingest kahepolaarse piiramisega (taolist pinget võib lugeda ka ristküliku pingele lähedaseks. Lühikeste ristkülik impulside saamiseks pikadest eksponent impulsidest. Kahepoolse piiramise abil. Signaali piiramist saab teostada mittelineaarsete omaduste elementide abil milles võivad olla dioodid, stabinitronid või ka transistorid kui neid tüürida sulge või küllastus reziimi. Diood piirikud jagunevad kahte liiki sõltuvalt sellest kas piiramist teostav diood on tarbijaga järjestiku või paralleelselt. Nii nimetatud järjestik piirikus saadakse piiramine siis kui diood sulgub. Paraleel piirikus siis kui diood avaneb ja lühistab koormustakistuse.Vaadeldavaid piirikuid kasutatakse null tasemelisel piiramisel kuna lülitused on väga lihtsad. Kasutatav diood valitakse toodud valemite alusel kusjuures tuleb arvestada et parallel piiriku korral on piiravas reziimis mitte 0 vaid umbes 0,7V see on kasutatava dioodi päripingelang sagely vajatakse ka 0st erineva piiramis nivooga lülitusi.
Pingeallika puudumisel avaneb positiivsel poolperioodil diood ta lühistab väljundi ja saame 0 tasemelise piiramise ülalt. Kui aga meil on dioodiga järjestiku pingeallikas siis ei avane diood mitte väikesel positiivsel pingel vaid alles siis kui sisend pinge saab pinge allika pingest positiivsemaks. Seega määrab kasutatav pingeallikas piiramis nivoo. Täpsemalt tuleb arvestada ka dioodi päripingelangu sest diood ei avane mitte 0sel pingel vaid siis kui pinge on ületanud 0,5V. seega kujuneb praktiliselt piiramis nivoo pingeallika pingest mõnevõrra suuremaks. Pingeallika kasutamist saame vältita kui kasutame dioodi asemel sobivalt valitult stabilitroni. Stabinitroni kasutamisel saame kahepoolse piiramise. Positiivsel poolperioodil käitub stabikas pärisuunalise dioodina ja me saame piiramise tasemel 0,7V see on dioodi päripingelang (kui kasutada tavalise ränidioodi asemel schotcky mille päripingelang on väiksem on ka positiivne piiramis nivoo väiksemal pingel.). negatiivsel poolperioodil saame piiramise siis kui stabikas läheb stabiliseerimis reziimi see on siis kui pinge ületab zener pinge. Kasutades taolises skeemis 2 stabikat saame kahepoolse piiramise nullist erinevatel piiramis nivoodel. Seejuures saadavet piiramis nivoode väärtusel sõltuvad kasutatavate stabikate tüübist. See on nende zener pingest. Piiravad võimendid kujutavad endast tavalist võimendus astet mille koormus sirge ja tööpunkt on valitud mõnevõrra tavalisest erinevalt See juures piiramine tekita kas siis kui transisto tüüritakse sulge reziimi mis toimub punktis B või kui trans tüüridakse küllastusse mis toimub punktis C. Piiramis nivoo väärtust seejuures sõltub tööpunkti A valikust ja tuleb täpsemalt määrata sisend tunnusjoonelt. Kuna sealt on võimalik leida sisend pinge ja sisend voolu vahelist seost. 4.4 Multivibraatorid Multivibrad on laiald levinud lülitused milliseid kasuatakse ristkülikpinge generaatoridena väga laias sagedusvahemikus kusjuures nad võivad olla vilkuva signaali allikaks või ka häire helisignaali allikaks. Peale oma võnkelise reziimi saab kasutada multivibrasi ka oote reziimis kus neid kasutatakse soovitava kestuse ja amplituudiga impulsside formeemiseks. Multivibra on positiivse tagasisidega kaheastmeline võimendi millel genereerimise tingimused on rahuldatud mitmedel sagedustel ja seetõttu saadakse väljundpinge mis sisaldab paljus harmoonilisi ja sellest on tuletatud ka nende nimetus. Multivibrad võivad olla koostatud kas transistoridest loogika elemenditest või ka opvõimendist.
Transistor multivibra on kaheastmeline võimendi mille teise astme väljund on ühendatud esimese astme sisendisse. Kuna võimendus aste pöörab signaali faasi 180kraadi siis on üldine faasinihe 360kraadi ja see tagasiside on positiivne kui pingestada taoline lülitus siis tekivad kollektor voolud mõlemas transis ja kui ei oleks kollektor voolude kõikumisi mürade toimel siis jääks taoline lülitus stabiilsesse olekusse ükskõik kui kauaks . Tegelikult aga esinevad laengu kandjate soojuslikust liikumisest tingitud voolu kõikumised keskväärtuse ümber ja need voolukõikumised vallandavadki võnkeprotsessi. Oletame et mingil põhjusel suurenes teise transi kollektori vool sellest tulenevalt väheneb kollektori pinge ja temaga ühendatud kondensaator hakkab nüüd tühjenema. Tühjenemisvool kulgeb positiivselt polaarilt läbi transistori VT2 läbi toiteallika läbi takistuse Rb1 negatiivsele plaadile. See juures tühjenemis vool läbides takistuse Rb1 tekitab seal pinge langu mille minus on suunatud VT1 baasile. Kui baas muutub negatiivsemaks siis põhjustab see kollektorvoolu vähenemise ja kollektorpinge tõusu. Kui aga kollektorpinge suureneb siis hakkab laaduma täiendavalt kondensaator C1 see laadimisvool suurendab VT2 kolektorvoolu tema kollektorpinge langeb veelgi, C2 tühjeneb veelgi, VT1 baas muutub veelgi negatiivsemaks, VT1 kollektorvool väheneb, C1 laadub veelgi ja selliselt tekib laviini taoline protsess, mille tulemusena viiakse VT2 küllastusse ja VT1 suletakse tekinud olukord ei saa aga lõpmatult kesta sest VT1 on suletud Rb1 oleva pingelangu toimel milline väheneb pidevalt. Eksponent funktsiooni kohaselt.
Kondensaator C2 tühjenemis ahelas on aga pingeallikas mis püüab kondensaatorit ümber laadida pingeni +E ja kui transi baasi pinge (VT1) saavutab transi avanemis pinge see on 0,5V. siis avaneb VT1 ning käivitub vastupidine laviini taoline protsess. See tähendab küllastatakse VT1 hakkab laaduma C1 ja suletakse VT2. Multivibra töö seisnebki transide perioodilises küllastamises ja sulgemises mille käigus kollektorpinged muutuvad lähedaselt ristkülikulisele. Võnkumiste periood see on transistoride avatud ja suletud olekute kestused sõltuvalt kondensaatorite tühjenmiste kiirustest. See tähendab multivibra töösagedust saab muuta kondensaatorite mahtuvuse või baasi takistuste valikuga. Väljund pinge amplituud on praktiliselt võrdne toitepingega sest pingelang transistoril küllastatud olekus on üsna väike. Väljund impulside kuju on esikülje moonutusega see on kumerusega sest igakord kui trans sulgub ja toimub kollektor pinge tõus, toimub ka vastava kollektoriga ühendatud kondensaatori laadimine. (kuna ta eelnevalt tühjenes) laadimis vool kulgeb läbi kollektori takistuse põhjustab seal pingelangu ja seetõttu saavutab kollektorpinge maksimaalse väärtuse alles peale kondensaatori laadimist. Multivibrad kus transistoride suletud ja küllastus olekute kestused on võrdsed nimetatakse sümmeetriliseks multivibraks. Kollektoridelt saadav väljundpinge on sel juhul samakujuline kui nihutatud poolperioodi võrra. Sümmeetrilisel multrivibral C1Rb2=C2Rb1. kui valida kondensaatorid või baasi takistused erinevadena on transistoride suletud ja küllastus olekute kestused erinevad ja me saame mitte sümeetrilise kujuga vibraatori. Mittesümeetrilise multivibra erinevadelt kollektoridelt võetud väljundpinged on oma kujult erinevalt. Multivibraatori op võimendid:
Op võimendi mitteinventeerivasse sisendisse on toodud läbi pinge jaguri R1, R2 tagasiside, mis muudab selle sisendi pinge sõltuvaks väljundi seisundist. Kord positiivseks , kord negatiivseks. Inventeerivasse sisendisse on ühendatud kondensaator, mis on ühendatud läbi takistuse R3 väljundiga. Oletame, et algolukorras sai mitteinventeeriv sisend suurema pinge ja seetõttu läks ka op võimendi väljund positiivsesse küllastusse. Selles olukorras saab mitteinventeeriv sisend positiivse pinge, mis on määratud takistuste R1 ja R2 suhtega. Kuna väljundis on positiivne pinge, siis hakkab kondensaator C laaduma ajakonstandiga C*R3. seejuures muutub inventeeriva sisendi pinge eksponent funktsiooni kohaselt püüdega saavutada positiivse küllastuse pinget. See protsess saab kesta vaid niikaua kui pinge inventeerivas sisendis ületab mitteinventeeriva sisend pinge. Siis pääseb maksvusele inventeeriva sisendi toime, ning võimendi väljundi tekib negatiivne küllastus pinge. Nüüd saab negatiivse pingega mitteinventeeriv sisend ja kondensaator hakkab nüüd ennast ümberlaaduma, püüdega saavutada negatiivset küllastus pinget. Protsess kestab seni kuni pinge inventeerivas sisendis saab negatiivsemaks mitteinverteeriva sisendi pingest, ning nüüd toimub jällegi ümberlaadumine. Väljundpinge muutub negatiivsest küllastusest positiivsesse küllastusse ja kondensaatorit hakkatakse ümber laadima teises suunas. Vaadeldud võnkelülituse sageduse määrab kondensaatori C mahtuvus ja takistus R3, sest nendest sõltub ümberlaadimise ajakonstant. Peale selle mõjutab võnke sagedust ehk perioodi ka takistuse R1 ja R2 valik. Sest nende valikust sõltub lülituse ümberlülitumise hetk. Nii näiteks vähendades takistust R1 muutub pinge mitteinventeerivas sisendis suuremaks, ümberlülitumise hetke saavutamine võtab rohkem aega, ning järelikult pikeneb periood ja väheneb sagedus. Multivibraator loogika elementidel: Lihtsamad loogika elemendid milleks on inventorid on põhimõtteliselt vaadeldavad võimendus astmetena ja seetõttu võiks multivibraatorit koostada loogika elementidest analoogselt multivibraatori põhiskeemile. See skeem ei ole aga kasutatav, sest K-MOP loogika ei talu suuri negatiivseid sisend pingeid. Selleks et lülitus ei sültuks loogika liigist kasutatakse mõnevõrra teistsugust lülitust, kus sisenditele ei saa tekkida suuri negatiivseid pingeid, ning nende negatiivsete pingete vältimiseks ühendatakse sisenditesse kaitse dioodid (need kaitsedioodid võivad olla ka mikroskeemi sees).
Väljundiga ühendatud kondensaatoril laetakse väljund pingeni ja kui lülituse seisund muutub siis hakkab kondensaator tühjenema. Oletame, et algolukorras on väljundis üks0 ja väljundis kaks1. Selletulemusena hakkab laaduma kondensaator C2 D.D2 väljundist läbi takistuse R1. See laadimisvool tekkitab takistil R1 pingelangu, mis viib D.D1 sisendi tugevalt positiivseks, ning hoiab selle väljund asendis 0. Laadimisvool väheneb aga eksponenet funktsiooni kohaselt ja vastavalt sellele väheneb ka D.D1 sisendis toimiv pinge. Kui sisend pinge väheneb loogika avanemis pingeni Uav, siis D.D1 sulgub, tema väljundisse tekib seisund 1, ning hakkab laaduma kondensaator C1. Laadumisvool tekitab pingelangu takistile R2 ja see viib D.D2 väljundi asendisse 0. Saadud seisund kestab seni kuni D.D2 sisendis pinge langeb avanemis pingeni, ning toimub järjekordne ümberlülitumine. Võnkesagedus on määratud ajakonstantidega C2*R1 ja C1*R2. nimetatud ajakonstantidele avaldab mõju ka loogika takistus ja kui see on suur siis tekib väljund takistusel laadimisvoolus pingelang, ning impulside kuju moonutub, nii et impulsi kestel tekib pingetõus. Täpsemalt sõltub nimetatud lülitus loogika tüübist, sest eri tüüpi loogika elementidel on erinev väljund takistus. Vaadeldud lülitusel on üks puudus, mis avaldub selles, et mõlemad lülid võivad käivitamisel jääda samasse asendisse. See tekib praktiliselt siis, kui toitepinge antakse peale aeglaselt muutuvalt. Sisuliseks põhjuseks on see, et häirekindluse tõstmiseks on avanemis pinged viidud küllalt kõrgeks (kuni 3V), ja väljundvoolude mittestabiilsus, mis käivitas tavalise multivibraatori ei suuda avada loogikat. Kirjeldatud olukorra vältimiseks, et multivibraator ei käivitu lisatakse toodud lülitusele 2 lüli. Kui lülituse põhiosa D.D1 ja D.D2 töötab normaalseslt, st. nad avanevad kordamööda, siis ei ole kunagi D.D3 sisendites üheaegselt kõrget potensiaali, tema väljund on asendis 1, ning D.D4 väljund asendis 0. See on samaväärne takistuse R1 parempoolse otsa maandamisega ja lülitus toimib täpselt samamoodi nagu eelminegi. Kui aga D.D1 ja D.D2 jäävad üheaegselt suletuks , siis tuleb D.D3 mõlemasse sisnedisse 1, tema väljund läheb nulli D.D4 väljund ühte, ning D.D4 väljundi potensiaal sunnib läpi takistuse R1 D.D1 avanema, tema väljund läheb nulli ning kogu skeem käivitub edaspidi normaalselt. Ootemultivibraator: Ootemultivibraator ehk multivibraator oote reziimis on lülitus mille üks asend on stabiilne ja teine mittestabiilne. Selles stabiilses asendis võib olla lülitus kuitahes kaua. Mittestabiilsesse asendisse viiakse lülitus sisend impulside toimel. Selles mittestabiilses asendis viibib ootemultivibraator lülitustes toimuvate protsesside ajaks ja nende lõppedes tagastus lülitus algasendisse.
Võime öelda ka, et ootemultivibraatori väljund impulside sagedus sõltub sisend impulside sagedusest, väljund impulside kestus ja amplituud aga lülitus elementide valikust. Ootemultivibraatorit kasutatakse vajaliku impulsi kestuse ja amplituudiga impulside formeerimiseks, näiteks türistoride käivitamiseks. Algolukorras, see on stabiilses asendis on VT1 suletud ja VT2 avatud. Selline olukord saadakse takistite R1 ja R2 valikuga, mis valitakse selliselt, et takistuselt R2 VT1 baasile antakse väike positiivne pinge, näiteks +1V. VT2 emitteri vool läbides takistust Re, tekitab seal mõnevõrra suurema pingelangu näiteks 1,1V. Tulemusena on VT1 baas emitterist 0,1V võrra negatiivsem ja sellest pingest piisab, et viia VT1 sulge reziimi. Suletud transistori kollektor pinge võrdub toitepingega ja kondensaator C1 on laetud joonisel näidatud polaarsusega. Sisend impulsi saamisel avatakse VT1, tema kollektori pinge väheneb, ning kondensaator C1 hakkab tühjenema joonisel näidatud teed pidi. Tühjenemis ahelasse jääb ka toitepinge allikas, mis püüab kondensaatorit ümber laadida. Tühjenemisvool läbides takistust Rb2 tekitab seal pingelangu, mille miinus on suunatud VT2 baasile. Selle pingelangu toimel VT2 baasile VT2 suletakse. Nüüd lakkab VT2 emitteri vool läbi takistuse Re, ning VT1 jääb avatuks ka peale sisend impulsi lõppemist. Saavutatud mittestabiilne asen on määratud kondensaator C tühjenemisega. Tühjenedes püüab toiteallikas kondensaatorit ümberlaadida ja pinge VT2 baasil muutub seejuures eksponent funktsiooni kohaselt. Kui pinge VT2 baasil saavutab transistori avanemis pinge, milleks on +0,5V, siis avaneb VT2, tekkib emitteri vool, mis läbides takistus Re suurendab seal tekkivat pingelangu ja tulemusena VT1 suletakse, ning lülitus on jälle algasendis. Formeeritav impulsi kestus on määratud kondensaatori tühjenemise ajakonstandiga see tähendab sültumist kondensaatori C1 mahtuvusest ja ka takistuseRb2 väärtusest. Väljund mahtuvus on toitepingest mõnevõrra väiksem, kuna tuleb arvestada ka pingelanguga takistusel Re seetõttu on tranistori pinge avatud olekus: Ootemultivibraatoreid võib koostada ka loogikaelementidest.
Algasendis on DD2 väljundis 1 ja DD1 väljundis 0, kuna DD1 mõlemad sisendid on asendis 1. Sisendimpulsi toimel läheb DD1 väljund asendisse 1, kondensaator C hakkab väljundpinge tõusu tõttu laaduma, ning laadimis vool põhjustab takisti R pingelangu, mis viib DD2 sisendi asendisse 1, väljundi aga asendi 0. Kuna DD1 alumine sisend on nüüd asendis 0, siis ei juhtu lülituse olekuga midagi ka peale sisend impulsi lõppu (Siis kui ülemine sisend läheb asendisse 1). Kondensaator C laadumisvool väheneb eksponent funktsiooni kohaselt, ning koos sellega pingelang takistil R ja ka DD2 sisendpinge selle hetkeni ning saavutatakse loogika avanemis pinge. Nüüd läheb DD2 väljund 1-te, DD1 väljund 0, ning lülitus on algasenndis kunni järgmise sisend impulsini. Muundus tehnika: Kaasaegsete elektriajamites vajatakse, nii alalis kui vahelduvvoolu, kus juures nii saadav alalispinge, kui ka vahelduv pinge ja sagedus peavad olema reguleeritavad . Kuidas muuta vooluliiki, see on vahelduvvoolust alalisvooluks ja ka vastupidi, sellega tegeleb muundus tehnika. Kolmefaasilised alaldid : Ühefaasilised alaldid mida käsitleti elektroonika algkursuses on piiratud kasutatavusega, eelkõige sellepärast, et nad tekitavad energia süsteemi mittesümeetrilise koormuse, mille toimel tekib 0 punkti nihe ja rikneb kogu kolme faasilise süsteemi normaalne töö. Eriti halva toimega süsteemile võivad olla võimsad ühefaasilised alaldid, mille tarbitav vool on mitte sinuseline. Seega võib taoline alaldi muutuda harmooniliste allikaks, mis tekitavad elektrivõrgus häireid. Nimetatud põhjustel ei kasutata ühefaasilisi alaldeid, kui alaldi väljundis tarbitav võimsus on suurem kui 1 Kw (see piir ei pruugi olla range). Nii nagu ühefaasilised alaldid nii ka kolme faasilised alaldid võivad olla pool periood ja täis periood lülituses. Kolmefaasilises poolperiood alaldis jaguneb vool kolmefaasi ja ja dioodi vahel selliselt et korraga juhib vaib see diood mille faasipinge on antud hetkel 0 suhtes kõige positiivsem, kuna antud ajahetkel avaneb just see diood, mille anood on teiste dioodidega kõige positiivsem. Nii näiteks on ajavahemikul t1-t2 kõige positiivsem faas-A ja seetõttu juhib ajavahemikul sellefaasiga ühendatud diood VD1. ajahetkel t2 saab kõige positiivsemaks faas B ja nüüd hakkab juhtima VD2. Ajavahemikul t3-t4 VD3 jne. Seega moodustub tarbija vool 3-me dioodi voolude summast . Dioodile mõjuv vastupinge ja pulsisagedus 150 hertsi. Toodust selgub kolmefaasiliste alaldite veel üks eelis, see on suurem pulsatsiooni sagedus, sest mida suurem on pulsatsiooni sagedus, seda lihtsam on pulseerivat pinget siluda. Kolmefaasilise sildlülituse korral on kasutusel kuus dioodi ja alaldatavaks pingeks on liinipinge . Tarbijaga jääb järjestiku kaks dioodi ja vool läbi tarbija tekib nende faaside vahel, mille pinge on antud hetkel kõige positiivsem ja kõige negatiivsem. Näiteks t1 on kõige positiivsem faas A ja kõige negatiivsem faas B. Seetõttu kulgeb vool faasist A läbi dioodi VD2 läbi tarbija, läbi dioodi VD3 faasile B. Või näiteks ajahetkel t2 on kõige positiivsem faas B ja kõige negatiivsem faas C, mistõttu kulgeb vool faasist B läbi dioodi VD4, läbi tarbija, läbi dioodi VD5, C faasile. Kasutatavaid dioode võib jagada kahte gruppi sõltuvalt sellest, millised elektroodid on lülituses kokku ühendatud sama potensiaali all. Nii on katood gruppi dioodideks VD2, VD4 ja VD6, anood gruppi dioodideks VD1, VD3 ja VD5. Nimetatud dioodi gruppidel võib kasutada ühiseid radiaatoreid, kui dioodid on vastavalt konstrueeritud. Valmistataksegi kahte liiki dioode, ühtedel on anood korpuses, teistel katood korpuses. Kasutamisel tuleb rangelt kontrollida millise grupi dioodidega on tegemist. Kui seda mitte teha tekkitame radiaatoriga lühise. Tavaliselt on taolistes alaldites kaks radiaatorit, millest üks on negatiivse pinge all, teine positiivse pinge all. Sildlülituses kolmefaasilise alaldi väljundpinge on väikese pulsatsiooniga ja suure sagedusega. Paljudel juhtudel ei olegi vaja 6%-list pulsatsiooni siluda (näiteks alalisvoolu mootorite toiteks) ja kui tarbijast sõltuvalt on taolist pinget ikkagi vaja siluda, siis kujuneb silufilter suhteliselt lihtsaks, kuna pulsatsiooni sagedus on suur. Reguleeritavad alaldid: Kui alaldis kasutada tavaliste dioodide asemel türistore saame reguleeritava alaldi, mille väljund pinget on võimalik muuta türistori avamishetke muutmisega. Nii nagu tavalised alaldid nii ka reguleeritavad alaldid võivad olla koostatud erinevate alalduslülituste alusel. Kui avada türistor alaldatava pinge positiivse pool perioodi algul, nagu see on joonisel näidatud esimesel pool perioodil, siis kulgeb vool läbi tarbija peaaegu kogu poolperioodi vältel, ning tarbijal on maksimaalse väärusega pinge. Kui aga nihutada avamis impulss hilisemaks, siis väheneb vastavalt voolu keskväärtus ja alaldatud pinge. Ajalist nihet positiivse poolperioodi alguse ja türistori avamis impulsi vahel nimetatakse tüürnurgaks. Tüürimisnurka on võimalik reguleerida 0-180 kraadini, kusjuures mida suurem on tüürimisnurk, seda väiksem on väljundpinge. Nagu graafikutelt näha on reguleeritava alaldi väljundpinge pulsatsioon tugev ja pulsatsioon on seda suurem mida suurem on tüürimis nurk, kuna väljundvoolu impulsid on järsu esiküljega, siis tekivad seal kõrgemad harmoonilised, mis levivad vahelduvvoolu võrgu kaudu ümbritsevasse ruumi ja põhjustavad raadiohäireid. Tugev pulsatsioon on põhjuseks miks pool periood reguleeritavat alaldit ei kasutata. Reguleeritavates alaldites eelistatakse reeglina lülitusi milles dioodide või türistoride arv on väiksem. Seetõttu eelistatakse ühefaasilistes alaldites trafo keskväljavõttega lülitust ja kolmefaasilistes alaldites poolperiood alaldi lülitust. Aktiivkoormuse korral on olukord lihtne tarbijat läbiv vool moodustub impulsidest, mille vahel on paus , kusjuures selle pausi kestus on võrdne tüürnurgaga. Induktiivse koormuse korral, mis praktiliselt esineb küllalt sageli, näiteks kui me toidame reguleeritavast alaldist alalisvoolu mootorit. Siis tekib meil olukord, et türistor ei saa positiivse poolperioodi lõpul sulguda, sest teda läbib induktiivkoormuse vool ja kuna türistor jääb selliselt avatuks ka alaldatava pinge negatiivsel poolperioodil, siis tekib väljundpinge vähenemine. See tähendab et türistor ei sulgu mitte ajahetkel t1, millal lõppeb positiivne poolperiood, vaid mõnevõrra hiljem, ajahetkel t2, see on siis kui vool läbi türistori on muutunud nulliks. Tänu induktiivsele koormusele ei ole voolu impulsid enam järsu esiküljega ja kui suurendada tarbija induktiivsus teatud piirist suuremaks siis tekkib väljundis pidev voolu reziim. Sel juhul jaguneb vool kahe türistori vahel nii, et kui üks sulgub siis teine avaneb. Seda nähtust nimetatakse kommutatsiooniks.
Reguleeritava alaldi korral eristatakse 2 reziimi, katkev voolu talitlust, kus tarbijaid läbiv vool on impulsiline, kusjuures impulsside kestus sõltub tüürnurgast ja koormuse induktiivsusest kui induktiivsus on väike on impulsid lühemad kui suur siis pikemad . Samal ajal mida suurem on tüürnurk seda lühem on vooluimpuls. Suurendades koormuse induktiivsust kaob teatud induktiivsuse väärtusel katkev voolu reziim ning tekib pidev voolureziim kus türistorid juhivad voolu korda mööda nii, et voolu impulside vahel paus puudub taoline reziim on tarbijale märksa soodsam ja ka taolises reziimis saadud pinget on lihtsam siluda. Kui soovitakse saada pidevvoolu reziimi kuid tarbija induktiivsus ei ole selleks piisav siis võidakse lisada tarbijaga järjestiku täiendav induktiivsus mis toimib ühtlasi voolusiluva drosseliga. 5.4 Reguleeritava alaldi töö vastu elektromotoorjõule.Alaldi töö vastu elektromotoorjõule tekib siis kui tarbijaks on kas alalisvoolu mootor või laetav aku. Sarnane on tööreziim ka mahtuvusliku koormuse korral. Alaldi töötamisel vastu emj-le on oluliseks eripäraseks see, et võimalik tüürnurk on praktiliselt piiratud. Sest türistor saab avaned ainult siis siis kui tema anood on katoodist positiivsem. Selline võimalus on ainult ajavahemikus t1 kuni t2. seega sõltub võimalik tüürnurk vastu emj väärtusest milline praktikas võib muutuda. Ka töötamisel vastu emj-le on võimalik nii katkevvoolu ning pidevvoolu reziim. Mootorile töötamisel ei ole katkevvoolu reziim soovitav sest sellega kaasneb mootori momendi impulsiline iseloom ning mehaaniliste karakteristikate muutused. Akude laadimisel võib olla olukord vastupidine nimelt mõjub impulsiline laadimisvool plii akudele sulfateerimis protsessi pidurdavalt. Sulfateerumise nähtus vähendab akude mahtuvust ja kui perioodiliselt plii akusid laadida impuls vooluga siis pikeneb nende kasutus iga. Pidevoolu reziimi saamiseks tuleb lisada koormus ahelasse induktiivsus kui mootori oma induktiivus ei ole piisav. 5.5 Jõuelektroonikas kasutatavate muundurite liigitus kaasaegsed elektriajamid vajavad töötamiseks erinevaid vooluliike kusjuures voolu parameetrid peavad olema küllalt suuresti reguleeritavad.
Alaldamisel muundatakse vahelduvvool alalisvooluks kusjuures võib toimuda ka pinge reguleerimine. Alalisvoolu muundamisel toimub alalispinge reguleerimis protsess ja võib toimuda ka polaarsuse muutmine millega omakorda kaasneb tarbija voolu suuna muutus. Pingemuutmine muundamise käigus võib olla nii pinget vähendav kui pinget tõstev vaheldamine on alalisvoolu muundamine vahelduvooluks. See juures võidakse muundada alalisvoolu kas võrgusagedusega vahelduvooluks või mingi muu sagedusega vahelduvvooluks. See juures võib olla sagedus ka reguleeritav kuna kaasajal on levinud asünkroonmootorite kiiruse reguleerimine sageduse muutmisega. Vahelduvvoolu muundamine on lihtsamal juhul ainult pinge muundamine kuid võib olla ka näiteks ühefaasilise voolu muundamine 3 faasiliseks ning see muundamise protsess võib toimuda ka sageduse muutmisega. Jõuelektroonikas leiavad kasutust mitmed (peaaegu kõik) elektroonika komponendid kusjuures erinevuseks side tehnikas kasutatavaga on märgatavalt suuremad lubatavad voolud ja pinged, et tinglikult loetakse jõuelektroonika komponendideks neid pooljuht seadiseid mille lubatav vool on vähemalt 5 amprit. 5.6.1 ühe kahe, nelja-ekvatrandiline pinge muundur Üheekvadrandiline tähendab seda, et antud pinge muunduriga toimub küll pinge ja voolu väärtus reguleerimine kuid ei toimu voolusuuna ega pingepolaarsuse muutust. Kaheekvadrandilise muunduri korral toimub küll voolusuuna muutus kuid ei toimu pinge polaarsuse muutust. Taoliseks kaheekvadrandiliseks on muunduriks on trammi pingemuundur milline liikumisel tarbib energiat mootorite toiteks pidurdamisel aga muutub mootor generaatoriks ning muundur saadab voolu võrku tagasi. Nelja ekvadrandilisel muunduril võib toimuda nii voolu suuna muutus kui ka pinge polaarsuse muutus. Enam levinud muundurid töötavad impulsi laiuse ehk kestuse muutmise reziimis ja on oma toimelt väga sarnased elektroonika alustes käsitletud impuls stabilisaatoridega ja nende vaheliseks erinevuseks on vaid see, et regulator ei hoia pinget muutumatuna vaid muudab seda juhtimisprogrammi alusel. Teiseks erievuseks on see et pinge regulaatorite koormus ei ole aktiivtakistuslik vaid enamasti aktiivinduktiivne. Kuna koormuseks on tavaliselt alalisvoolu mootor. Kolmandaks erinevuseks on et mootoril on ka vastuelektromotoorjõud millega tuleb regulaatori töötamist arvestada. Stabilisaatori skeemides on lülitavaks elemendiks transistor samuti võib olla ka pinge regulaatorides kuid teiseks külllalt levinud võimaluseks on kasutada lülitus elemendina GTO türistore. Stabilisaatori lülituse koormuse ahelas on eraldi elemendina ka veel induktiivsus. Mis toimib energiat koguva elemendina . Pinge regulaatoridel vajadus selle elemendi järele puudub juhul kui koormuseks on alalisvoolumootor sest mootori induktiiv takistus on piisavalt suur kui juht ahela poolt element suletakse siis kulgeb vool toite plussist läbi koormus ahela kusjuures induktiivsuse emj püüab takistada voolu tkekimist ning toimub energia salvestamine koormuse induktiivsusse kui juhtahela poolt lüliti avatakse muudab induktiivsuse emj oma polaarsust avaneb diood VD ja koormusvool jätkub induktiivusesse salvestunud energia abil. Voolu reguleerimine tarbijas millega kaasneb mootori pöörlemiskiiruse muutus, toimub lüliti suletud ja avatud oleku ajasuhte muutmisega. Väiksema voolu korral on pausi ja impulsi kestus suurem, ssuurema voolu korral väiksem kusjuures pingeregulaatorides kasutatakse impulsi laiuse modulatsiooni kus lültiamis sagedus on konstantne .