............................................. (kuupäev) ...................................... (juhendaja allkiri) 1. Mõõdetud väljundsignaali sagedus ja amplituud. fvälj =2.743±0.01kHz Uvälj =21,1±0.2V 2. Täiteteguri graafik k=f(Usis(+)) ja tabel. Tabel 1. Täiteteguri sõltuvus sisendpingest Usis(V) k 8,151 ±0,004 17,42 ±0,06 5,991 ±0,001 26,65 ±0,03 4,002 ±0,002 34,1 ±0,02 2,008 ±0,002 41,1 ±0,03 0,009 ±0,003 48,05 ±0,03 2,036 ±0,001 54,83 ±0,03 4,032 ±0,001 61,76 ±0,06 6,063 ±0,003 69,42 ±0,07 8,072 ±0,003 77,62 ±0,05 Joonis 1
TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL Raadio- ja sidetehnika instituut Laboratoorse töö: ,,Transistorvõimendi" Raadiosageduslik skeemitehnika ARUANNE Täitja(d): Juhendaja: Ivo Müürsepp Töö tehtud: 18. aprill 2012 Aruanne esitatud: Aruanne tagastatud Aruanne kaitstud ...................................... (juhendaja allkiri) Töö eesmärk: Tutvumine bipolaartransistoriga. Bipolaartransistori lihtsustatud mudel, transistor võimendina. Skeemi tööreziim, selle arvutamine. Skeemi montaaz makettplaadil, parameetrid ja nende mõõtmine. Kasutatavad seadmed: 1. Ostsilloskoobi mooduliga PicoScope 2205 varustatud personaalarvut...
juhtmete oma. Kui vooluringus tekib ootamatult suur vool, siis põleb see traat läbi ja vooluring katkeb, hoides ära juhtmete sulamise. 2.2.3. Voltmeeter Voltmeeter on peaaegu sama, mis ampermeeter, aga voltmeetris kasutatakse spetsiaalset takistustraati, mille abil, toetudes Ohmi seadusele, saab arvutada klemmide pingete erinevuse. 2.2.4. Pingejagur Pingejagur on elektriahel, mille väljundpinge moodustab osa sisendpingest. Väljundpinge suurus sõltub elektriahela moodustavate takistite takistuse suhtest. 1 http://www.vias.org/physics/bk4_04_04b.html 2.3. Välisahela takistuse leidmine Joonis . Välisahela takistuse leidmine
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 dioodsilda läbiv vool on lineaarses sõltuvuses mõõdetavast sisendpingest ja ei teki dioodide karakteristikust tulenevat ebalineaarsust Efektiivväärtuse detektor Vahelduvpinge efektiivväärtust kasutatakse sageli vahelduvsignaalide iseloomusta-miseks Efektiivväärtus on ruutjuur signaali ruudu keskmisest väärtusest Detektori skeem peab realiseerima sisend-pinge ebalineaarse teisendamise Kasutatakse kahte liiki lülitusi: Funktsionaalset muundajat, milles eba-lineaarsus saadakse dioodide ja takistuste valikuga
arutatakse väljundvõimsuse ja toiteallikas kasutavate võimsuste suhet = . P0 Vaadeldaval võimendil ei ületa kasuteur 30% . Madala kasuteguri põhjuseks on kõrge tööpunkt ja sellest tulenevalt tarvitav moodul. 1.6. Vastastakt võimendi Sisendtrafo T1 on kahe otstarbega. Esiteks ta tekitab sisendpingest kui kaks vastaspinget, ning teiseks tema ülekande teguriga on võimalik sobitada eelvõimendi väljundtakistust lõppvõimendi sisendtakistusega. Trafo asemel kasutatakse mõnikord ka sama ülesandega elektroonika lülitusega, mida nim. faasi lülituseks (selle otstarbega on erinevaid lülitusi).
hüppelisel muutumisel Reaalse OV olulised omadused 1. Sisendi ja väljundi nihkepinge peab olema null 2. Stabiilne nullpunkt 3. Suur sisendtakistus 4. Väike väljundtakistus 5. Suur pingevõimedus 6. Defineeritud sageduskarakteristik Operatsioonvõimendite tagasisidestamine Joonisel: Tagasiside Vastuside ja päriside Kui osa väljundpingest Uv antakse läbi tagasiside ahela sisendisse tagasi ja: 1) Kui see pinge sisendpingest lahutatakse, siis on tegemist vastusidega 2) Kui see pinge aga liidetakse sisendpingele , siis on tegemist pärissidega Tagasiside olemus 1. Sisendpinge hüppelise kasvamise tulemusena kuni pingeni Us ja, et esimesel hetkel on Uv ja kxUv võrdsed nulliga, ss alghetkel Ud = Us 2. See pinge (Us) võimendub nüüd kd korda ja väljundpinge Uv kasvab kiiresti positiivseks 3. Selle tulemusena kasvab nüüd ka kxUv ning vähenedes OV sisendpinge Ud
Võimendite analüüsi seisukohalt vaadeldakse aga võimendusprotsessi aseskeemide abil, kus alalispingelist toiteallikat isegi ei näidata, küll kajastuvad seal aga kõik muud elemendid, kaasaarvatud ka parasiitelemendid, mis mõjutavad signaali võimendust. Võimendeid liigitatakse mitme tunnuse alusel. Nii liigitatakse sõltuvalt kasutatavast võimendus- elemendist. Võimenduselemendiks saab olla element, mille väljundvool sõltud lineaarselt sisendpingest või sisendvoolust. Sellisteks elementideks on eelkõige transistorid. Sellest lähtudes on: transistorvõimendid, integraalvõimendid, elektronlampvõimendid, magnetvõimendid jne. Töörezhiimist ja konstruktsioonist sõltuvalt jagatakse võimendeid eel- ja K lõppvõimenditeks. Eelvõimendite väljund on ühendatud järgneva astme sisendiga, lõppvõimendite väljund on aga ühendatud koormustakistusega. K
v(täpp)1 [R + 1/ (jC)] 1 + jCR Siit sagedustunnusjoon CR K() = |K(täpp)(j)| = ruutjuur[1 + (CR)2] Signaalile sagedusega = 0 tõkestab ahel leviku täielikult, K(0) = 0. Sellist ahelat kasutatakse võimendusastmete eraldamiseks, kus ta väldib alalispinge sattumist eelmisest astmest järgmisse astmesse. Kõrgetel sagedustel ( = &inf; ) ahel signaali ei tõkesta, K( &inf; ) = 1. XL = 0, väljundpinge v2 faas on sisendpingest v1 faasist võrra ees. Sellist faasinihet loetakse positiivseks, sest väljundpinge avaldises faasinihe liitub sisendpinge algfaasiga. vC i * (1/ C) 1 tg = = = vR i*R RC Madalatel sagedustel K -> 0 ja -> /2, kõrgetel sagedustel K -> 1 ja -> 0 ning piirsagedusel m K = 0,707 ja = /4. Madalatel sagedustel kasvab väljundpinge võrdeliselt sagedusega ja väljundsignaali faas on /4 võrra sisendsignaali faasist ees.
Vastusidepinge võib mõlemal juhul rakenduda võimendi sisendisse sisendpingega Us (signaaliallikaga) kas jadamisi või rööbiti. Seega on kokku võimalikud neli kombinatsiooni, st neli erinevat vastusideviisi, millised on näidatud joonisel 6.14: Elektroonika alused. Teema 3 Pooljuhtseadised 34 1) jadapingevastuside (b) - pingejaguriga Rvs1 ja Rvs2 määratud osa sisendpingest rakendatakse jadamisi sisendpingega Us; 2) rööppingevastuside © - vastusidetakistist Rvs ja signaaliallika sisetakistusest Rg moodustuva pingejaguriga määratud pinge rakendatakse rööbiti võimendi sisendklemmidega; siin tuleb arvestada, et pingejaguri alumiseks õlaks on Rg ja võimendi sisendtakistuse Rs rööpühendus; 3) jadavooluvastuside (d) - koormusvooluga võrdeline pingelang vastusidetakistil Rvs rakendatakse jadamisi sisendpingega;
väljundtakistus oleks samuti võrdne kaabli lainetakistusega Faasipööraja skeem ja tööpõhimõte E t R k Saadakse 2 väljundpinget (UV1 ja UV2), R1 mis on sisendpingest US väiksemad ja kollektorilt saadav pinge on vastandfaasiline. Tööpunkt valida …… C S1 ….1/3 toitepingest. C S2 U V 2
4.4.3. Ühise kollektoriga lülitus Ühise kollektoriga lülitus pingevõimendust ei arenda. I =I, SIS B I =I, VÄLJ E U = U ja U SIS BC VÄLJ =U CE Kuna väjundpinge võetakse emitteriahelast ja on väga lähedane sisendpingega, siis nimetatakse teda ka emitterjärguriks. Väljundpinge on sisendpingest praktiliselt 0,6 V võrra sisendpingest väiksem. Vooluvõimendus on küllalt suur, kuna emittervool on tunduvalt baasivoolust suurem. Suure vooluvõimenduse tõttu annab lülitus ka võimsusvõimendust. Lülituse eripäraks on suur sisend- ja väike väljundtakistus, mis võimaldab seda kasutada sobitusastmena. JOONIS 4.7 Vooluvõimendustegurid ja on põhilisteks transistori võimendusomadusi iseloomustavateks parameetriteks. h-parameetrite süsteemis = h ja = h
6. Kuna sisendvooluks on ühise emitteriga lülituses baasivool, siis muutub ka vooluvõimendusteguri avaldis: KiE = = Ic/IB 4.4.3. Ühise kollektoriga lülitus Ühise kollektoriga lülitus pingevõimendust ei arenda. ISIS = IB, IVÄLJ = IE, USIS = UBC ja UVÄLJ = UCE Kuna väjundpinge võetakse emitteriahelast ja on väga lähedane sisendpingega, siis nimetatakse teda ka emitterjärguriks. Väljundpinge on sisendpingest praktiliselt 0,6 V võrra sisendpingest väiksem. Vooluvõimendus on küllalt suur, kuna emittervool on tunduvalt baasivoolust suurem. Suure vooluvõimenduse tõttu annab lülitus ka võimsusvõimendust. Lülituse eripäraks on suur sisend- ja väike väljundtakistus, mis võimaldab seda kasutada sobitusastmena. JOONIS 4.7 Vooluvõimendustegurid ja on põhilisteks transistori võimendusomadusi iseloomustavateks parameetriteks
siinikonflikt (üks ütleb „1“ ja teine „0“), see on lubamatu. Kõik saatjad peale ühe peavad olema Hiz olekus (s.t üks saab korraga rääkida), seda määrab kontroller CE- chip enable, CS-chip select (mõlemad võrdselt kasutusel). Aadressi dekooder „lubab“ rääkida/infot edastada vaid sellel saatjal, mille aadress on dekooderi sisendil, kõik teised saatjad pannakse Hiz olekusse. Pilet 5 1. Pingejagur Pingejagur on lihtne lineaarne eletkriahel, mille väljundpinge on murdosa sisendpingest. R2 U2 = R 1+ R 2 x U1 2. Vedelkristallpaneel. Eelised, puudused Vedelkristallid on piklike molekulidega orgaanilised ained, mis temperatuuri tõstmisel ei muutu tahkest olekust kohe vedelaks, vaid on laias temperatuurivahemikus (ca -10C kuni +70C ) vedelkristallilises olekus. Sel puhul on ainel samaaegselt vedeliku omadused, nagu voolavus, ja kristalli omadused: molekulide korrastatud paigutus ja anisotroopia. Elektriväljaga on võimalik muuta
Mittesümeetrilise multivibra erinevadelt kollektoridelt piiramis nivooks selle ületamisel jääb aga väljund pinge muutumatuks.Võib vaadelda piirikuid ka võetud väljundpinged on oma kujult erinevalt. Multivibraatori op võimendid: 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
sisendpinge Us on muunduri väljundpingest UDAC suurem ning registri MSB-bitt 7 jääb loogilisse kõrgseisu (bitt 7="1"). Järgmine võrdlustsükkel toimub pärast kahendkoodi 11000000 2 moodustamist registri väljundis. Kõrgseisus olevale kõrgeimale bitile 7 lisandub biti 6 kõrgseis. Kuuenda biti kaaluks on 64/256 = ¼ mõõtevahemikust. Summaarne pinge UDAC, mis moodustub D/A-muunduri väljundis on ½ + ¼ = ¾ mõõtevahemikust ehk 0,75Uref. Et see pinge osutub sisendpingest suuremaks, siis bitt 6 tagastatakse kiiresti loogilisse madalseisu (bitt 6 ="0") ja muundamise tsükli teise sammu lõpuks väljastatav pinge UDAC langeb tagasi tasemele 0,5Uref. Järgmise võrdlustsükli jaoks formeerib loogikaplokk registri väljundis kahendkoodi 101000002 , millele vastava UDAC pinge võrdlusel sisendpingega selgub jällegi, et Us < UDAC , ning kõrgseisu viidud bitt 5 tagastatakse samuti madalseisu (bitt 5 ="0").
pinge mille suhtes sisendpinget võrreldatakse ja teine on võrdluspinge sisend kuhu antakse see muutuv pinge mida me soovime ette antud tugipingega võrrelda. Pingete võrdsuse saavutamisel tekib väljundsignaalis hüpe või formeeritakse väljund impuls. Joonis 2.12.1 skeem ja graafik Kuna opvõimendil on 2 vastandtoimega sisendit siis saab teda väga lihtsalt panna toimima komparaatorina. Kui tugipinge on sisendpingest suurem ja ta on ühendatud mitteinventeerivasse sisendisse siis pääseb maksumusele MI sisendi toime ja väljunpinde läheb positiivsesse küllastusse, kus väljundsignaal on praktiliselt võrdne positiivse toitepingega. Kui sisendpinge ületab tugipinge ajahetkel t1 siis pääseb maksmusele inventeeriva sisendi toime.ning väljundpinge läheb negatiivsesse küllastusse (saab võrdseks negatiivse toitepingega). On võimalik võrrelda ka erineva polaarsusega pingeid Joonis 2.12
Joonis 4.40. Pulsilaiusmodulatsiooniga alaldiga ja kahesuunalise energiavooga sagedusmuunduriga vahelduvvooluajami jõuahel Vahetu maatriksmuunduriga elektriajam Maatriksmuundurid ehk sundkommutatsiooniga tsüklokonverterid on vahetud sagedusmuundurid, kus alalisvoolu vahelüli puudub. Maatriksmuunduri iseloomulikuks omaduseks on see, et väljundpinge moodustatakse vahetult kolmefaasilisest sisendpingest, lülitades selleks sobival ajahetkel kordamööda väljundisse sisendpingete lainekatkeid. Väljundpinge amplituudi ja sageduse sujuvaks reguleerimiseks laias diapasoonis tuleb kasutada keerukaid ventiilide kommuteerimise seaduspärasusi. 139 3~U1 f1 3~U1 f1
IE=Usis/RE Transistori võimendav võime tuleneb sellest,et väikese takistusega emitter-vooluringis tekitatud voolu muutused kanduvad peaaegu täielikult suure takistusega kollektro-vooluringi ja nendest muutustest tekib kollektor-ahelasse ühendatud takistuseel pingelang, mida võib kasutada väljund pingena ja, mis on palju kordi suurem voolu muutusi põhjustanud sisendpingest. 4.4 Transistori kolm lülitust Transistoril on kolm elektroodi tema kasutamine on, aga enamasti mingisugustes neliklemmides, sest ÜB ÜE ÜK
Tehnilised andmed: 1-faas, 200..240 VAc 50 ļ 60 Hz vöi 3-faasi 38o...460 VAc 50 t 60 Hz Standard ne 3-faasiline lü h isrootoriga asünkroonmootor O, 1 .'. 7, 5 kW 3-faasi mudelid: 1,2'..9,2 A (vastavalt mootori võimsusele) 3-faasi, 200...240 V (sõltuvalt sisendpingest), 1 -faasilised mudelid 3-faasi, 3B0...460 V (söltuvalt sisendpingest), 3-faasilised mudelict 150 % nimivoolust maksimaalselt 1 minutijooksul Kiirendus- / pidurdusaeg 0,01...6000 s
keskväljavõttega trafost ja keskväljavõttega alaldist. Esimese perioodi vältel on üks lüliti suletud ja teine avatud. Sel juhul läbib vool ülemist dioodi ning laeb kondensaatorit. Teise perioodi kestel muudavad lülitid oma seisundit. Vool läbib alumist dioodi ning laeb kondensaatorit uuesti ja selliselt toidetakse koormust kummagi perioodi vältel. Pinget tõstvad pulsilaiusmuundurid. Eelpool vaadeldud pinget madaldavate pulsilaiusmuundurite väljundpinge on alati sisendpingest madalam. Kuid siiski on võimalik muunduri konfiguratsiooni muutmisega saada kõrgemaid väljundpingeid. Pinget tõstev energiatagastusega muundur (joonis 1.30, a) võimaldab saada sisendpingest kõrgemat väljundpinget. Siin paikneb drossel L vahetult sisendtoiteallika Ud s ja lüliti VT vahel. Dioodi VD on ühendatud sõlme, kuhu on ühendatud ka drossel ja lüliti, ning kondensaator C on lülitatud koormusega rööbiti
* R a a d io V V ü l d in e s a g e d u s k a r a k t e r i s t i k Jooniselt selgub, et VV sisendile antakse AA kaudu SSG-st soovitava sagedusega KS- pinge, mida moduleeritakse HSG-st.Et võimalikke häirepingete ja häireväljade mõju vähendada, võetakse SG-st antava sisendpinge suurus ligikaudu 2..3x suurem VV tundlikkusele vastavast sisendpingest. Modulatsioonisügavus võetakse standardne 30%. Algul moduleeritakse sisendpinge helisagedusega F = 400 Hz ja väljundi mõõtja voltmeetri max näidu järgi häälestatakse VV täpselt SG signaalisagedusele. VV võimendusregualaator (helitugevusreg.) seatakse asendisse, millega saavutatakse väljundkoormusel Rk normaalne väljundvõimsus ehk 0,1PVn (PVn - nimivõimsus). Järgnevate mõõtmiste ajal sailitatakse kõik reguleeringud samas asendis neid
Ux == Joonis 2.46. Kohakaupa kodeerimisega analoog-digitaalmuundur Kui esimesel võrdlemisel osutus sisendpinge U x koodile 10000 vastavast D/A-muunduri pingest suuremaks, siis jääb komparaatori väljundpinge nulliks ning vanema järgu triger olekusse 1. Järgmisel taktil lülitatakse olekusse 1 ka teise koha triger ning komparaatoris võrreldakse sisendpinget U x koodile 11000 vastava pingega. Kui see osutub sisendpingest suuremaks, lülitatakse teise koha trigeri väljund uuesti nulli ja kolmanda koha triger olekusse 1. Seega võrreldakse kolmandal taktil sisendpinget U x koodile 10100 vastava pingega jne. Iga taktiga lülitab nihkeregister aktiivsesse olekusse järgmise väljundi ning sõltuvalt komparaatoris toimuva võrdluse tulemusest moodustatakse trigerite abil väljundsõna järgud. Kogu protsess toimub hetkeni, mil nihkeregister lülitab sisse viimase
annaabi.ee 
