Juhendajad: Tõnu Lehtla Rainer Kährik Tallinn 2008 Lineaarsete süsteemide tüüplülid Töö eesmärk: Tutvuda integreerimis-, võnke- ning aperioodilise lüliga alljärgneva kava alusel. Integreerimislüli: 1)Teoreetiline ülevaade: Integreerimislüli nimetatakse ka astaatiliseks lüliks ning I-lüliks. Ideaalne integreerimislüli väljundsignaal kasvab (või kahaneb pidevalt püsiva kiirusega, kui xs 0 ja on konstantne. Kiiruse määrab hüppe suurus sisendil. Reaalsel integreerimislüli (kirjeldatav IT1-lüliga) on väljundsignaali kasvamiskiirus alghetkel null ja tõuseb pikkamööda lõpliku kiiruseni. · Diferentsiaalvõrrand: v (t)=Ku (t) · Ülekandefunktsioon: W (p)= K/p · Impulsikaja: w(t)=K(t) · Hüppekaja: h (t)=Kt 2) Siirde- ja sageduskarakteristikud, kui K = 1:
-5 0 1 2 3 4 5 -10 -15 -20 ÜE võimendusaste Sisend: nelinurkpinge 1 kHz R1, R2 10 k R3, R4 1 k R1 = 100 k R2 = 15 k R3 = 10 k R4 = 1 k Ku < R3/R4 Ku 10 Uex 2 V Ku < R3/R4 < 10000/1000 < 10 Uex max = 5 V Uin max = 2 V Väljundpinge amplituud on 4,5 V Sisendpinge amplituud on 0,4 V Ku = 4,5/0,4 =11,25 Järeldus Inertse lüli korral suurenes väljundsignaal takistuse suurenedes ja takistuse vähenedes vähenes ka väljundsignaal. Forsseeriva lüli korral kondensaatori mahtuvuse vähenedes vähenes ka väljundsignaal kuju muutus. 0 20,8 0 0 20,8 487 17,8 487 2,687529 17,8 5490 0 5490 3,739572 0 40200 -17,4 40200 4,604226 -17,4
...................... (kuupäev) Aruanne tagastatud ............................................ (kuupäev) Aruanne kaitstud .............................................. (kuupäev) ...................................... (juhendaja allkiri) 1. Punktis 1 skitseeritud väljundsignaali kuju. Joonis 1. Väljundsignaal. Emax=233mV Emin=76mV =0.508 2. Punkti 2 andmete põhjal modulaatori väljundsignaali spektri kuju( spektrijoonte sagedus ja amplituud). Spektrikomponentide amplituudid ja sagedused: Moduleeriva signaali sagedus f1=208.8kHz f1'=192.5kHz amplituud U=29.8mV Moduleeritud signaali sagedus f=199.7kHz amplituud U=113.7mV 3. Spektri kandesageduse ja külgribade suhte sõltuvus modulatsioonisügavusest m. Joonis 2
reguleerimissüsteemi struktuurskeem ja tööpõhimõte. P Programmseade (nukkvõll, tiftidega ketas, perfolint või arvutimälu). Annab ette sätte y0(t). A - Andur muundab väljundsignaali ülekandmiseks ja võrdlemiseks sobivaks suuruseks. VE - VõrdlusElemendi väljundis tekib vea signaal (). V Võimendi võimendab veasignaali. TM Võimendi väljundsignaal mõjub TäituvMehhanismile, mille kaudu regulaator mõjutab Reguleerivat Elementi. RE Reguleeriv Element mõjutab Objekti, muutes sellelel antavalt ainet või energia hulka. Tagasiside. Tagasiside on väljundi mõju sisendile. Positiivse tagasiside korral on sisendisse tagasi antav signaal sisendsignaaliga samas faasis ja seega tugevdab üldist sisendsignaali. Negatiivse tagasiside signaal on sisendsignaaliga vastasfaasis ja seega nõrgendab üldist sisendsignaali.
Näiteks mootori kiiruse suurenemine. Dünaamiline reziim eksisteerib ülemineku ajal ühest staatilisest reziimist teise ja sellepärast nimetatakse seda siirde reziimiks. Dünaamiline reziim on elementide ja süsteemide jaoks tavaliselt raskem kui staatiline. Automaatika elementide ja süsteemide karakteristikud. Neid jaotatakse vastavalt tööreziimidele: 1) Staatilised karakteristikud kirjeldavad staatilisi reziime ja näitavad kuidas sõltub väljundsignaal sisendsignaalist staatilises süsteemis. Neid võib ette anda võrrandi abil, tabeli abil, graafikute abil. a) XV=K* XS XV=C* XS2 b) XS 0 2 3 4 XV 0 4 6 8 c) Mittelineaarne Piiratud lineaarsusega AB lineaarne osa Järsult mittelineaarne Kui elemendil on lineaarne karakteristik siis nimetatakse seda lineaarseks elemendiks. Kui
Näiteks mootori kiiruse suurenemine. Dünaamiline reziim eksisteerib ülemineku ajal ühest staatilisest reziimist teise ja sellepärast nimetatakse seda siirde reziimiks. Dünaamiline reziim on elementide ja süsteemide jaoks tavaliselt raskem kui staatiline. Automaatika elementide ja süsteemide karakteristikud. Neid jaotatakse vastavalt tööreziimidele: 1) Staatilised karakteristikud kirjeldavad staatilisi reziime ja näitavad kuidas sõltub väljundsignaal sisendsignaalist staatilises süsteemis. Neid võib ette anda võrrandi abil, tabeli abil, graafikute abil. a) XV=K* XS XV=C* XS2 b) XS 0 2 3 4 XV 0 4 6 8 c) Mittelineaarne Piiratud lineaarsusega AB lineaarne osa Järsult mittelineaarne Kui elemendil on lineaarne karakteristik siis nimetatakse seda lineaarseks elemendiks. Kui
= 0.56 V = 0,02 ms = 28000 V/s 2 * f *Um = 30650 V/s (arvutuslikult) 3. Impulss-signaalide jälgimine = 96.0ns = 98,0 ns 4.Ühekordsete protsesside jälgimine ja mõõtmine Võnkesagedus: T= 46.80 ms Signaali võnkesagedus f = (1/T)= 21.37 Hz Kolm järjestikust maksimaalset amplituudi sumbuval signaalil: Umax1 = 1,03 V Umax2 = 0,73 V Umax3 = 0,41 V Sumbuvustegur : = = 1,41 x = 1,03 * 5. Signaalid RS232 liideses. COM1 väljundsignaal ostsillograafi sisendile. "l" signaali ASCII koodis 0011011 Sümbol väljastatakse noorem bit ees ja "1" on low-pinge. Amplituud =21,56 (V) = 0,10 ms
Võib öelda, et loendussisendiga triger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri väljundis on sagedus 4 korda, kolmanda trigeri väljundis 8 korda, neljanda trigeri väljundis 16 korda ja nii edasi väiksem. Jadaülekandega loenduri puuduseks on signaali ülekandel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Suure loendusastmete arvu ning taktimpulsside sageduse korral võib hilistumine ületada takti kestuse. Sel juhul ei vasta loenduri väljundsignaal enam tegelikult loendatud impulsside arvule ning susteemis tekib viga. Vea vältimiseks tuleb vähendada taktiimpulsside sagedust, mis omakorda alandab kogu seadme töökindlust.
MRE-andur, ehk magnetresistor pöörlemissagedusandur MRE-anduri (ingl. Resistor < lad. Resistere vastupanu avaldama) sees on takisti, mille takistus sõltub magnetväljast. Lisaks on anduris veel signaalikäsitlusskeem, kus tekitatakse muutuv 7 mA / 14 mA vooluimpulss. Toitepinge on tavaliselt 12V ja väljundsignaal on püsiv pingesignaal, mille min/max väärtused sõltuvad juhtploki takistitest. Anduril on ainult kaks juhet ja ta suudab mõõta ka väga aeglast liikumist. Andur kannatab suhteliselt suurt õhuvahet. Tavaliselt on õhuvahe 0,5 ... 2 mm. Magnetrattaga andur Magnetrattaga andur on MRE (magnetresistor) anduri eri liik.
Kodutöö 3 Algandmed: Rs1=50Ω, Us=5mV, f=1-1000Hz, Uv=0,3V, A0=200000, Rs0=2MΩ. 1. Arvutan välja võimenduse Sisendsignaal on 5mV, väljundsignaal peab olema 0,3V. 5mV / 0,3V = 60 ehk võimendus peab olema 60-ne kordne ning kuna sisend on antud inteverteerivasse sisendisse, siis võimendus -60. 2. Leian sisendvoolu. Valin takistuseks R1=50kΩ. Arvutan sisendvooluks sellise voolu, mille korra saame soovitud takisti suuruse 5mV signaalipinge korral. 5mV / R1 = 10nA 3. Nüüd leian R2-e kasutades teadaolevat võimendust ning R1-te. Võimendus on takistite suhe. Au = -R1 / R2 seega R2 = -R1 / Au ehk R2 = 5MΩ / 60 = 0,83kΩ 4
Ühise baasiga-, emitteri- ja kollektoriga. 5. Nimetage unipolaartransistoride (väljatransistoride) kuus eri liiki Ühise emitteriga-, lättega-, baasiga-, paisuga-, kollektoriga ja neeluga.. 6. Milleks on vajalik bipolaartransistori tööpunkti fikseerimine? Joonistage tööpunkti fikseerimise kaks võimalikku skeemi (baasivoolu määramisega ja baasi-emitteripinge määramisega) Töötades võimendina on oluline, et väljundsignaal oleks võrdeline sisendsignaaliga, sest siis ei teki signaali kujundis moonutusi, seetõttu on kasutusel ainult lineaarreziim. Selleks, et tagada sisendi ja väljundi võrdeline sõltuvus peab transistor lineaarreziimi jääma ükskõik millise sisendsignaali hetkväärtuse korral. Selle tagamiseks antakse transistorile sobiv alalisvoolureziim, mida nimetatakse tööpunkti fikseerimiseks. 7. Loetlege transistoride piirparameetrid
põhiliselt määratav väliste ahelate ja tagasisidega. Operatsioonivõimendeid kasutatakse signaaligeneraatorite, pinge- ja voolustabilisaatorite, aktiivfiltrite jm elektroonikaaparatuuri valmistamisel. Algselt kasutati operatsioonivõimendeid matemaatiliste operatsioonide sooritamiseks (siit ka nimetus). Operatsioonivõimendid valmistatakse diferentssisendiga ja kahepoolse toitega alalisvooluvõimenditena. Sisendsignaal rakendatakse transistorite baasidele. Väljundsignaal Uv on samas faasis sisendpingega Us1 ja vastasfaasis sisendpingega Us2. Sisendpingete vahet Usd = Us1 - Us2 nimetatakse diferentspingeks, aritmeetilist keskmist aga ühispingeks. Väljundsignaal Uv = Ku Usd + Kü Usü Oluline on, et Ku oleks suur ja Kü oleks väike. Põhilised tunnussuurused Võimendustegur ehk diferentssignaali võimendus Ku on väljundpinge ja selle esile kutsunud diferentspinge suhe. Diferentssignaali võimendus Ku vastab võimendusele ilma tagasisideta. Ku = (10 ..
kahanenud tolerantsi piiridesse. Siirdeprotsessi esifrondi- ja kogukestus iseloomustavad süsteemi toimekiirust. Viimane on suure tähtsusega neis süsteemides, mille toos etendavad suurt osa dünaamilised protsessid, nt. kaivitus- ja pidurdusprotsessid. Süsteemide toimekiiruse suurendamine ja ühtlasi siirdeprotsessi kestuse lühendamine aitab oluliselt suurendada masinate tootlikkust. Siirdeprotsessi parameetrid Töö käik: Väljundsignaal peab olema järgneva kujuga Soovitav väljundsignaali kuju P-IT2 juhtimisobjekti skeem P-IT2 Skeem koosneb Step signaaligeneraatorist, võimendusteguritest Gain, integraatorist ning ülekande funktsioonist, mis on paika pandud etteantud andmete järgi. Juhtimisobjekti parameetrid K1,2,3 = 0,6 T1 = 0,1 T2 = 1,7 T3 = 3,9 Siirdeprotsessi kvaliteedi nõuded
väiksel pöörlemissagedusel ja suhteliselt suure õhuvahe muutmise juures, sobivad nad hästi ABS-pidurite anduriteks. Viimasel võib ta olla integreeritud rattalaagriga. MRE anduri sees on takistist, mille takistus sõltub magnetväljast ja magnetvoo tiheduse muutmise suunas. Pöörlev rootor tekitab anduris 7...14 mA vooluimpulsi, mille sagedus muutub koos pöörlemissagedusega. Toitepinge on tavaliselt 12 V ja väljundsignaal samapinge, mille min/max väärtused sõltuvad juhtplokis asuvast takistist. Takistis on paigaldatud kas toitevoolu või maanduse poolele. MRE anduri eri liigiks on magnetrattaga andur. Selle anduri rootor koosneb mitmest üksteise kõrval asuvast magnetist. Ühendusskeemilt sarnaneb magnetrattaga Halli andurile. Tal on kolm juhet toitepinge maandus ja signaaljuhe. Anduri võimendi ühendab ja takistab maandust takistites nii pöölemissagedusega võrdelise sammpinge signaali.
12818 - j0.0837275 6. Spektrikomponentide moodul ja faasispekter |Sn(k)| = ReSn(k)2 + ImSn(k)2 n(k) = arctan(ImSn(k) / ReSn(k)) |S8(0)| = 5.225 0 = 0 |S8(1)| = 1.1313 1 = 4.2444 |S8(2)| = 0.6801 2 = -53.9726 = 306.0274 |S8(3)| = 0.6587 3 = -89,7234 = 90,2766 |S8(4)| = 0.5 4 = 0 |S8(5)| = 0.6587 5 = 89,7234 = 269,7234 |S8(6)| = 0.6801 6 = 53.9726 |S8(7)| = 1.1313 7 = -4.2444 = 355.7556 7. Lõpliku siirdega filtri (FIR) struktuurskeem. Filtri väljundsignaal. Koostada lõpliku siirdega filtri (FIR) struktuurskeem kui impulsskaja väärtused h(i) on järgnevad h(i) = [0.5 0.2 0.5 0.2 0.5 0.2 0.2 0.4] Kasutades filtri sisendis matrikli numbrite alusel valitud kvanteeritud signaali, leida filtri väljundsignaal S(n) = [7.8 7.4 5.1 2.0 3.3 6.3 2.8 7.3] Joonis 4 FIR struktuurskeem n = -1 y(-1) = 0 n=0 y(0) = h(0)*x(0) n=1 y(1) = h(0)*x(1) + h(1)*x(0) n=2 y(2) = h(0)*x(2) + h(1)*x(1) + h(2)*x(0)
1. Koostada sildskeem temperatuuri T mõõtmiseks piirkonnas 0..100 ºC kasutades takistustermomeetrit (R0 = 100 (0ºC), temp. Teguriga +0,4 %/ºC) ja mV-meetrit. Valida silla takistused tingimustel: silla väljundpinge U temp. 0ºC on 0 mV ja temp. 100 ºC on 100 mV, silla toitepinge E = 3,3 V. Arvutada ja esitada graafikud: silla väljundsignaal U(T) ja mõõteviga T(T) antud mõõtepiirkonnas. Antud: piirkond 0..100 ºC E = 3,3 V R0 = 100 (0ºC) R1 Rt = +0,4 %/ºC U(0º) = 0 mV U U(100º) = 100 mV E = 3,3V t Rt = R0(1+T)
Võib öelda, et loendussisendiga triger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri väljundis on sagedus 4 korda, kolmanda trigeri väljundis 8 korda, neljanda trigeri väljundis 16 korda ja nii edasi väiksem. Jadaülekandega loenduri puuduseks on signaali ülekandel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Suure loendusastmete arvu ning taktimpulsside sageduse korral võib hilistumine ületada takti kestuse. Sel juhul ei vasta loenduri väljundsignaal enam tegelikult loendatud impulsside arvule ning susteemis tekib viga. Vea vältimiseks tuleb vähendada taktiimpulsside sagedust, mis omakorda alandab kogu seadme töökindlust. a) b) Joonis 1. Jadaülekande loendur: a) skeem, b) signaalidiagramm Lahendus U7 U2 DCD_HEX DCD_HEX
nendega ka nooremate järkude summeerimisel tekkinud ülekanne. Seega on ühejärgulisel summaatoril 3 sisendit ning 2 väljundit. Summaatori loogikatabeli ning loogikafunktsiooni saab tuletada tavapärasest arvude tulba liitmise skeemist. Mitmejärgulised kahendsummaatorid jagunevad: 1.jadaülekandega summaatorid 2.rööpülekandega summaatorid 3.rühmülekandega summaatorid Jadaülekandega summaatoris moodustatakse väljundsignaal arvukohtade järjestikku summeerimisega, alates kõige nooremast (parempoolsest) kuni kõige vanema ehk vasakpoolsemani välja. Seega moodustatakse arvu summa ja ülekandesignaalid kõige nooremas kohas ning alles pärast seda summeeritakse arvude järgmised kohad. Arvkoha summeerimiseks ja ülekande moodustamiseks kulub teatud aeg, mida ülekande seisukohalt võib vaadelda hilinemisena. Kuna ülekanne toimub järjestikku, siis aeglustab see summatori tööd
onis . Integreerimislülide skeem aeg Joonis . Integreerimislüli graafik Clock To Workspace1 Järeldus: Ideaalse integreerimislüli väljundsignaal kasvab (või kahaneb) pidevalt püsiva kiirusega. Reaalsel integreerimislülil on väljundsignaali kasvamiskiirus alghetkel null ja tõuseb pikkamööda lõpliku kiiruseni. On näha, võimenduse suurendamisega muutub graafiku tõusunurk suuremaks. 1.2. Aperioodiline lüli Sisendiks kasutada konstantset signaali. Variandid k=1; 3 T=2; 6; 4. Ülekandefunktsioon: Järeldus: Kõik ühesuguse
·Struktuurskeemis leiab kasutust vaid üks (võrreldes eelneva skeemiga) optimaalne filter. See seletub sellega, et integraatoriga faasdetektor tugisignaali faasi õigel valikul moodustab filtri, mis on optimaalne mõlemi, 0 ja 180 kraadiste faasinihetega signaalide ( ja ) suhtes. Mittekoherentne suhtelise PM signaalide vastuvõtja. See töötab tavaliselt faaside võrdlemise põhimõttel (joon.3.3.7). ·Sobitatud filtri väljundsignaal saab signaali kestvusega võrdse viite, ·signaali lõppedes võrreldakse faasdetektoris vastuvõetud signaali faasi eelnenud signaali faasiga. ·Faasdetektori väljundsignaali polaarsuse järgi langetatakse otsus signaali faasi kohta ning sellega ka otsus sisendsignaali suhtes. 3.2.1.6. Mitme signaali avastus ja eristus- Selliseks osutub ülesanne, kui vastuvõtja sisendis võib esineda üks võimalikust, võrdsete esinemiste tõenäosustega, võrdsete energiatega ortigonaalsetest signaalidest
Püsivigade hulka kuuluvad näiteks vead, mis on seotud mõõteseadme skaala ebatäpse gradueerimisega või kogu skaala nihkega. Muutuvaid vigu võib omakorda jagada perioodilisteks ja progresseeruvateks. Perioodiline viga võib näiteks tekkida temperatuuri muutusest ööpäeva jooksul. Progresseeruvateks nimetatakse vigu, mis monotoonselt muutuvad (suurenevad või vähenevad) mingi, üldjuhul mitteteadaoleva seaduse järgi Absoluutne, suhteline ja taandviga. Igasuguse mõõteseadme väljundsignaal on mingisuguses sõltuvuses sisendsignaalist (mõõdetavast suurusest). See sõltuvus kujutab üldjuhul endast mingit funktsiooni. Igasugused mõõteseadme vead on reaalse muundamise funktsiooni kõrvalekalded tõestest väärtustest [2, 5]. Joonisel 1.22 esitatud mõõteseadme tunnusjoonte erinevused mõõdetuna x- või y- telgede suunas x = xreaalne - xteoreetiline ja y = yreaalne - yteoreetiline on nn absoluutsed vead, mille väärtusi väljendatakse telgedele vastavates ühikutes.
jTS(f), TS(-f)=-TS(f). Taoline filter kauguse järgi. Sellised signaalid teostab kõikidel sagedustel 90 kuuluvad kvaasijuhuslike kraadise faasinihke e realiseerib (pseudojuhuslike) hulka. Tähtsaimad hilberti muunduse. Järgnevalt tuleb neist on signaalid mille faas on leida ideaalsed Hilberti muunduri manipuleeritud lineaarse rekurrentse impulsskaja väärtused. Filtri jadaga (lrj)või barkeri koodiga. Lrj-ks väljundsignaal on sisendsignaali nim sümbolite järjestust: [Sj]=S1, S2, S3, hilberti teisendus. Kui Q (hilberti ...,Sj,... Otstarbekas on ette anda muunduri järk) läheneb, saadakse meelevaldne n sümbolist koosnev ideaalne hilberti muundur. IIR FILTRI algkombinatsioon, iga järgnev sümbol STRUKTUURID JA STABIILSUS-iir e saadakse kodeerimisseaduse alusel. lõpmatu impulsskarakteristikuga filter Sümbolid hakkavad korduma e jada
skeemi väljundpinget. Loomulikult töötab asi teatud piirideni: sisendpinge peab olema kõrgem stabilitroni tööpingest (ntx. 12V) vähemalt 3V võrra, sest niipalju kaob ära transi enese sisemisel takistusel. Kui paralleelselt stabilitroniga ühendada potekas ja transi baas ühendada pote liugkontaktiga, saame reguleeritava väljundpingega toiteallika. 2. näide. 2 transiga annab teha helisignaali generaatori. Joonisel näidatud lülitust kutsutakse multivibraatoriks. Väljundsignaal on 4-nurkne impulss, seega töötavad transid antus skeemis LÜLITIREZIIMIS (kinni ja lahti). Genereeritava heli sagedus sõltub takistitest R2 ja R3 ning kondedest C1 ja C2. Kui R2&R3 plussjuhtme poolsed otsad ühendada kokku ja siis läbi pote toitesse, saab vingumise kõla (sagedust) sujuvalt reguleerida. Detailide antud väärtuste korral tekitatakse 1kHz sagedusega signaal.
Võib öelda, et loendussisendiga triger jagab impulsside sageduse kahega. Ahela teise trigeri väljundis on sagedus 4 korda, kolmanda trigeri väljundis 8 korda, neljanda trigeri väljundis 16 korda jne väiksem. Jadaülekandega loenduri puuduseks on signaali ülekandel tekkiv hilistumine, mis suureneb koos loenduri astmete arvuga. Suure loendusastmete arvu ning taktiimpulsside sageduse korral võib hilistumine ületada takti kestuse. Sel juhul ei vasta loenduri väljundsignaal enam tegelikult loendatud impulsside arvule ning süsteemis tekib viga. Vea vältimiseks tuleb vähendada taktiimpulsside sagedust, mis omakorda alandab kogu seadme töökiirust 2. Kuidas töötab taktgeneraator? Taktgeneraator on seade, mis väljastab perioodilisi ajastusimpulsse. Perioodilise impulsi tekitab allikas, näiteks mikrokvartsresonaator. Resonaatori omavõnkesagedus võib olla näiteks 65 536 Hz = 216 Hz. Seda sagedust poolitatakse 16 järjestikuse trigeriga
Seepärast on trigeril võimalik vaid kaks stabiilset olekut, kus ühe elemendi väljundis on signaal 1 ja teise elemendi väljundis 0. Trigeri otsene väljund seatakse olekusse 1, kui sisendisse S (set) antakse signaal 1. Otsene väljund seatakse olekusse 0, kui sisendisse R (reset) antakse signaal 1. Juhul kui sisendite S ja R signaalid on 0-d, säilitab triger väljundis oma endise oleku. Kui mõlemasse sisendisse antakse korraga signaal 1, muutuvad nii otsene kui ka inverteeritud väljundsignaal määramatuks, mistõttu niisugune signaalikombinatsioon pole lubatud. RS-trigereid nimetatakse ka seadesisenditega trigeriteks. Kui kasutada JA-EI elementidel baseeruvat RS-trigerit, siis on vahe selles, et aktiivseks nivooks on 0 ja pasiivseks nivooks on 1. 6.5 Sünkroonne RS-triger Sünkroonne ühetaktiline RS-triger erineb asünkroonsest trigerist selle poolest, et trigeri olek muutub vaid kindlail sünkroimpulssidega määratud ajahetkeil. Lisaks
liita nendega ka nooremate järkude summeerimisel tekkinud ülekanne. Seega on ühejärgulisel summaatoril kolm sisendit ning 2 väljundit. (kaks sisendit ja kolm väljundit?) Poolsummaator - ei arvesta liitmisel eelmisest järgust tulenevat ülekannet. Kasutades kahte poolsummaatorit, on alati saadav üks täissummaator. Täissummaator - arvestab liitmisel eelmisest järgust tulenevat ülekannet Jada ülekandega e. järjestikülekandega summaatoris moodustatakse väljundsignaal arvukohtade järjestikku summeerimisega, alates kõige nooremast (parempoolsest) kuni kõige vanema ehk vasakpoolsemani välja. Arvukoha summeerimiseks ja ülekande moodustamiseks kulub teatud aeg, mida ülekande seisukohalt võib vaadelda hilistumisena. Kuna ülekanne toimub järjestikku, siis aeglustab see summaatori tööd. Suure kohtade arvu korral on koguhilistumine võrdne hilistumise summaga üksikutes kohtades. Rööpülekandega e
ühendatud. Andurselsüüni rootori pööramisel mingi nurga φ võrra kolmefaasilistes ahelates indutseeritakse vool. Selle indutseeritud voolu ja staatori mähiste magnetvoo koosmõjul tekib pöördemoment nurga võrdsustamiseks selsüünide vahel. Selle tagajärjel vastuvõtuselsüüni rootor pöördub sama nurga võrra, kui andurselsüüni rootorgi. Transformaatorrežiimis töötav selsüün on joonisel 0.2.9Ab. Selles režiimis antakse toide ainult andurselsüüni staatori mähisele. Väljundsignaal (vahelduvvoolu pinge Uv) saadakse vastuvõtuselsüüni staatori mähiselt. Uv ≈ kcU sin (φ – π/2); (3.2.4) kus: kc – püsitegur, määratud selsüüni konstruktiivsete ja elektriliste parameetritega; φ – lahknevusnurk; U – toitepinge; Lahknevusnurga diapasoon on maksimaalselt 30˚, seejuures lineaarsuse hälve on ±2%. Selsüünid, mille mähised paiknevad rootoril nimetatakse kontaktselsüünideks, sest
Need on tingitud reaktiivelementidest, mille tekistused sõltuvad sagedusest. Tingimuseks on, et sagedusmoondetegur peab olema väiksem-võrdne 1,25 Tunnusjoon 47. ÜE-ühenduses transistorvõimendusaste 48. Tagasiside transistorvõimendis. Transistori temperatuuristabilisatsioon 49. Operatsioonvõimendid Operatsioonvõimendid on itegraallülitid. Põhilised lülitused operatsioonvõimendi: tagasisidega inventeeriv lülitus Ku=-R1/R2. positiivsele sisendsignaalile vastab negatiivne väljundsignaal. Võimendustegur on väiksem kui ilma tagasisideta operatsioonvõimendi, aga ta on hästi stabiilne. Idealiseeritud OV_di võimendustegur läheneb lõpmatusele. Sisendtakistused lõpmata suured, väljundtakistuse R=0. Vähesed väliskomponente lisades saab luua mitmesuguse otstarbega lülitusi, mille parameetrid sõltuvad praktiliselt üksnes vastusideahela omadustest. Kasutatavateks tagasisidestatud OV lülitusteks on pingejagur, integreeriv ja mitteintegreeruva lülitusega OV.
sugune. Juhtimisseadmed võivad erineda kasutatud elementide, vooluliigi, võimsuse, konstruktiivse lahenduse ja paljude teiste tunnuste poolest. Üheks oluliseks tunnuseks juhtimisseadmete liigitamisel on signaali muundamise iseloom ja selle tunnuse järgi liigitatakse nad analoog- ja diskreetseteks seadmeteks. Analoogseadmetele on iseloomulik nende sisend- ja väljundsignaali vaheline lineaarne või mittelineaarne funktsionaalne sõltuvus, kusjuures väljundsignaal võib olla erinevate väärtustega. Sellisteks jõuanaloogseadmeteks on tüüritavad alaldid ja sagedusmuundurid, milliste väljundpinge või sagedus võivad muutuda suurtes piirides sõltuvalt sisend(juhtimis-)signaali suurusest. Diskreetseadmetel on ainult kaks väljunsignaali nivood nullnivoo ja maksimum- nivoo, milline tekib või kaob, kui sisendsignaal saavutab määratud väärtuse. Diskreetseadmete näideteks on elektromehaanilised releed ja kontaktivabad loogika- elemendid
5. RS-triger Igal trigeril on 2 olekut. Triger on primitiivsem jadaloogika lülitus. Ehituse aluseks on 2 eitusega (Ning/Või) elementi. RS-trigeril on seadesisendid S (set) ja R (reset). 1)Asünkroonne RS-triger: trigeri seadmiseks olekusse „1“ on vaja anda tema „S“ (Set) sisendile loogiline „1“. Trigeri seadmiseks olekusse „0“ antakse sisendisse „R“ loogiline „1“. Kui mõlemi sisendi „S“ ja „R“ signaalid on „0“, siis säilitab triger endise oleku ja väljundsignaal „Q“ väljundil on endine. Kui mõlemil sisendil on signaal „1“, muutuvad mõlemad trigeri väljundid määramatuks. Aga selline signaalide kombinatsioon ei ole lubatud! 2)Sünkroonne RS-triger: sarnane asünkroonse ühetaktilise RS-trigeriga. Aga tema olek muutub ainult siis, kui sünkroniseerimissisendile C (Clock) on antud vastav sünkroniseerimissignaal. Pilet 2 1. Bipolaarne transistor Bipolaartransistor on vooluga juhitav transistor, mis koosneb kolmest erineva
50 45 voimendus1 40 voimendus3 voimendus45 35 voimendus5 30 25 20 15 10 5 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Joonis 2. Integreerimislüli graafik Järeldus: Ideaalse integreerimislüli väljundsignaal kasvab (või kahaneb) pidevalt püsiva kiirusega. Reaalsel integreerimislülil on väljundsignaali kasvamiskiirus alghetkel null ja tõuseb pikkamööda lõpliku kiiruseni. On näha, võimenduse suurendamisega muutub graafiku tõusunurk suuremaks. 1.2. Aperioodiline lüli Sisendiks kasutada konstantset signaali. Variandid k=1; 3 T=2; 6; 4. 2 Ülekandefunktsioon:
Need on 1) Staatiline viga,see ei või olla suurem kui lubatav Staatiline parameetrilised, muutuva aktiivtakistusega tajurid,kus liuguri asendi või protsess jääb siis järgi kui siirdeprotsess on lõppenud..2)Siirdeprotsessi kestvus pöördenurga muutus põhjustab tajuri elektrilise takistuse muutumise.Kuna Ts ei tohi olla ple normi.peab olema nõutaval tasemel3)ülereageerimimise praktikas on sobivam saada väljundsignaal pinge muutusena, siis lülitatakse kasutamise eesmärk on siirdeaja vähendamine.Kasutatakse ka veel teisigi takistustajur mõõteahelasse enamasti potentsiomeetrina. Sel juhul nimetatakse kvaliteedi näitajaid.nt sumbuvus.Võndete arv siirdeaja vältel. tajurit potentsiomeetertajuriks. Takistustajuri aktiivtakistus on liuguri asendi . funktsioon R= x=Rx x kus x on liuguri kaugus tema äärmisest asendist ning Rx potentsiomeetri ühe pikkusühiku takistus
keskkoht vastaks normaalsele nivoole katlas. Nivoo muutumisel katlas muutub torus 8 veega ja auruga uhutavate pindade suhe Selliseid andureid kasutatakse väikese koormusega katelde puhul kuna siin on soojusinerts suur ja andur reageerib aeglaselt. Peale selle väljundsignaal sõltub suurel määral ümbritseva keskkonna temperatuurist 11.Elektrilised täiturseadmed. Elektromagnetid. Elektromagnetilised täiturseadmed. Solenoidseadmed. Elektrilised täiturseadmed jaguneva Alalisvoolumootorid ja Vahelduvvoolumootor. Alalisvoolumootorid on automaatsüsteemides küllalt levinud täiturid. Alalisvoolumootori väljundsignaaliks on kas pöörlemissagedus või väljundvõlli pöördenurk. Alalisvoolumootori
Kui sisendsignaal muutub hüppeliselt, nii et tema suhteline väärtus on x s=A, kui tt0,
ja xs = 0, kui t
Magnettakistuslik andur Magnettakistuslikud ehk MRE andurid (Magneto Resistive Elemnts) meenutavad väliskujult induktsioonandurit ja tööpõhimõttelt Halli andurit. Anduri sees on takisti, mille takistus sõltub magnetväljast ja magnetvoo tiheduse muutumise suunast. Pöörlev rootor tekitab anduris 7...14 mA vooluimpulsi, mille sagedus muutub koos pöörlemissagedusega. Anduril on kaks juhet ja ta suudab mõõta ka väga väikest pöörlemissagedust. Toitepinge on tavaliselt 12 V ja väljundsignaal sammpinge, mille min./max. väärtused sõltuvad juhtplokis olevast takistist. Anduri eeliseks on ka see, et õhuvahe küllaltki suur muutus (0,5..2 mm) ei mõjuta signaali kuju. Mõnedel MRE-anduritel on hammastega impulssratas asendatud magnetrattaga. See magnetratas koosneb mitmest üksteise kõrval asuvast magnetist. 1.4.3 ABS-i diagnoosipistmik ABS piduritel on enesediagnoosi programm, mis kontrollib süsteemi korrasolekut. Avastatud häirete koodid talletatakse juhtploki rikkemälusse
Kuna türistor koosneb erinevatest juhtivatest kihtidest. Türistor on neljakihiline pooljuhtseadis. 31. Miks transistor võimendab sisendsignaali? Transistor on mõeldud selleks, et võimendada signaali. Transistor võimendab selle pärast, et talle kantakse pinge peale. Kui anda transistorile sisse signaal ja transistorile pinge, siis välja tuleb algsest signaalist võimsam signaal, ehk on toimunud sisendsignaali võimendus, mille tulemusena on saadud sisendsignaalist võimsam väljundsignaal. 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
See on lubamatu. Kõik puhvrid peale ühe peavad olema HiZ olekus. Ainult üks saab töötada info edastamise reziimis. Missugune nendest? Seda määrab keskne kontroller (arbiter) aadr.siini kaudu läbi aadressi desifraatori. Aadressi desifraator lubab infot edastada vaid sellel puhvril, mille aadress on desifraatori sisendil. Kõik teised puhvrid pannakse HiZ olekusse. Kui anda signaal En HiZ. 6.4. Kombinatsioon- ja jadaloogika (järjestikloogika). Kombinatsioonloogika (KL) puhul väljundsignaal on alati sisendsignaalide ühene funktsioon. Kombinatsioon-loogiline skeem (KLS) on automaat ilma mäluta. KL on vaatlejale avatud loogika. Y1 = f1(X1, X2, X3) Y2 = f2(X1, X2, X3) Jadaloogika (JL) omab mingit mälu. Mäletab, mis temaga oli varem tehtud. JL on varjatud loogika. Jadaloogiline skeem (JLS) on automaat mäluga. Yi = fi(X1, X2....Xn, olek S)
Sellise dioodi valmistamise materjale valides saab valida kiiratava kiirguse lainepikkust. Kiiratud valguse intensiivsus sõltub dioodi läbivast voolust. Optron on opto-elektroonika lülitus, mille abil on võimailk kaks vooluringi teisest elektriliselt isoleerida, samas signaali edasi andes. Sellisel juhul näiteks ei levi aparatuurile ohtlikud häired skeemist skeemi. Optron koosneb ühest valgusdioodist, millele rakendatakse sisendsignaal ja ühest fotodioodist, millelt saadakse väljundsignaal [vaata | 12. Bipolaarse transi ehitus ja tööpõhimõte. muuda] pnp- või npn-transi ehitus, vooluallikate ühendamine ja polaarsused, transi sisend- ja väljundvool ühise emitteriga lülituses. Seos emitteri-, baasi- ja kollektorivoolu vahel. Volude suunad ja laengute liikumine transis
Lairibavõimendite alaliigid on videovõimendid (kasutatakse telerites, ostsillograafides) ning impulsivõimendid mitmesuguse kuju ja sagedusega perioodiliste impulsside võimendamiseks. Lairibavõimenditeks võib lugeda ka alalisvooluvõimendeid, sest neil on suhe fü / fa lõpmata suur Alalispingevõimendit, mille sisendis on diferentsaste (diferentsiaalaste) nimetatakse diferentsvõimendiks (diferentsiaalvõimendiks). Diferentsastme nagu ka diferentsvõimendi väljundsignaal on võrdeline tema kahel sisendil valitsevate potentsiaalide erinevusega (diferentspingega). Operatsioonvõimenditeks nimetatakse kõrgekvaliteedilisi alalispingevõimendeid, milliseid algselt konstrueeriti analoogarvutite ja automaatjuhtimissüsteemide jaoks, millest tuleneb ka võimendirühma nimetus (võimendid matemaatiliste operatsioonide e. tehete teostamiseks). Kaasajal toodetakse operatsioonvõimendeid valdavalt integraalülitustena ning nad on
2. 1 0 0,6 Ülesande lahendamiseks on vastavalt kirjeldusele koostatud mudel. Generaatorid moodustavad kaks siinussignaaligeneraatorit, mille väljundid on summeeritud. Juhtsignaal juhib generaatori väljundit. Juhtsignaal moodustub ühikhüppele reageerivast aperioodilisest lülist, selle signaali muutumiskiirus on piiratud. Kui aperioodilise lüli väljundsignaal ületab kindla väärtuse, antakse generaatorile juhtsignaal, teatud aja järel aga muutub juhtsignaal nulliks ja generaatori väljund lülitub välja. 21 Joonis 19. Juhtimissüsteemiga abstraktse generaatori mudel Simulatsiooni graafik: Joonis 20. Juhtimissüsteemiga abstraktse generaatori graafik 22 Graafikut vaadates on näha, et 1 sekund pärast simulatsiooni algust rakendub juhtahela
5.JOONIS1 DAM-i väljundsignaali vahe allutame järjekordsele FLASH keerukus on määratud muundamisele. See on täpne meetod, aga aega sisendile tuleva bittide kulub umbes 2,5 korda rohkem. arvuga (n). Väljundsignaal saab olla vaid astmeline pinge. Näide: Oletame, et n = 3, ja sisendile 4. suured voolud madalad pinged (nende järjest tulevad sellised kombinatsioonid: 000_001_011_111_100_101_010_j n e Kui eeldada, et alaldamiseks). Mähkida sekundaarmähis kahe igale kahendarvule vastab vastav arv "volte". Voolude summeerimine toimub "kaalude" järgi. traadiga korraga. Sekund-mähisel keskelt väljavõte. Voolude "kaalud" määrame kahendkoodis
proportsionaaldetektoriga, Geiger-Müller tüüpi detektoriga ja neutronite loendurid) ning tahke detektoriga seadmed (stsintillatsioondetektoriga ja pooljuhtdetektoriga (Si-diood, CdZnTe kristall)). [7] 7.1 Ionisatsioonkamber Eelised: mõõtetulemused on rangelt võrdeline neeldunud energiaga, näit ei sõltu osakeste energiast ning tegemist on parima seadmega neeldunud doosi täpseks mõõtmiseks. Puudused: väljundsignaal on väga madal ja raske on kasutada madalatel doosikiirustel (alla 1µGy/h). [7] 7.2 Proportsionaaldetektor Eelised: tundlikumad kui ionisatsioonkambrid gaaslahendusel ioonide hulk suureneb, signaal on proportsionaalne kvandi või osakeste energiaga ja võimaldab eristada alfa-, beeta- ja gammakiirgust. Puudused: vajab ionisatsioonikambrist kõrgemat pinget, pole töös nii stabiilsed, loenduri gaasikeskkonda on vaja uuendada läbivooludetektorid. [7] 7
Sisendtakistus Rd = 100 M' 2. Pingejärguri võimendustegur A=1 3. Lisavad ahelasse väga vähe moonutusi ning on heaks vahendiks erinevate signaalimürade vähendamiseks. Inverteeriv võimendi Joonisel: inverteeriv võimendi Parameetrid 1. Sammuti omab suurt sisendtakistust ja väike väljundtakistus 2. Lisaks signaali võimendamisele teostab ka selle inverteerimist st. Väljundsignaal muutub vastupidises suunas sisendpingele 3. Võimendustegur: A= -RN / R1 Transistorid Bipolaartransistorid. Tööpõhimõte ja liigitus, Tunnusjooned, põhiparameetrid, põhilülitused. *BIPOLAARTRANSISTOR Bipolaar transistor on 2 p-n siirdega pooljuhseadis (diood on 1 p-n siirdega), mida kasutatakse põhiliselt elektriliste pingete voolude võimendamiseks ja signaalide genereerimiseks.
4. Külmaaine kõrgerõhulüliti Kui rõhk tõuseb üle 17 Bar lülitatakse kondensatsiooniradiaatori ventilaator suurimale võimsusele 5. Külmaaine ülerõhulüliti Kompressori elektro-magnetsiduri vooluahel katkestatakse -> külmaaine ahela ülerõhu eest kaitsmine 6. Muud toimingud Uus rõhuandur, mille muutuv väljundsignaal on sõltuvuses ahela rõhust, korvab vanemate süsteemide rõhulülitite töö, jagades väljundsignaali nii kliimaseadme juhtplokile, mootori juhtplokile -> näiteks tühikäigu sujuvamaks reguleerimiseks Kompressori elektro-magnetsiduri vooluahel katkestatakse, kui mootori juhtplokk
Kuna tekkiv pinge on kasutamiseks liiga väike, tuleb andurile lisada veel võimandi - IC. Võimandi vajab aga toitepinget ja maandust! Pöörlev õhuvahedega sirmketas liigub magneti ja Halli elemendi vahel. Hetkel kui sirmketta sirm väljub magneti ja Halli elemendi vahelt, maandab Hall-IC signaaliahela. Halli anduri kontrollimist on otstarbekas alustada anduri toitepinge ja maanduse kontrollimisest. Kui need on korras, peab väljundsignaal olema pöörlemissagedusega võrdeline ristkülikukujuline sammpinge. 4.3.3 MRE- magnettakistuslik andur Magnettakistuslikud (Magneto Resistive Elements) ehk MRE andurid meenutavad väliskujult induktsioonandurit ja tööpõhimõttelt Halli andurit. Anduri sees on takisti, mille takistus sõltub magnetväljast ja magnetvoo tiheduse muutumise suunast. Pöörlev impulssratas tekitab anduris 7...14 mA vooluimpulsi, mille sagedus muutub koos pöörlemissagedusega. Toitepinge on
Seepärast on trigeril võimalik vaid kaks stabiilset olekut, kus ühe elemendi väljundis on signaal 1 ja teise elemendi väljundis 0. Trigeri otsene väljund seatakse olekusse 1, kui sisendisse S (set) antakse signaal 1. Otsene väljund seatakse olekusse 0, kui sisendisse R (reset) antakse signaal 1. Juhul kui sisendite S ja R signaalid on 0-d, säilitab triger väljundis oma endise oleku. Kui mõlemasse sisendisse antakse korraga signaal 1, muutuvad nii otsene kui ka inverteeritud väljundsignaal määramatuks, mistõttu niisugune signaalikombinatsioon pole lubatud. RS-trigereid nimetatakse ka seadesisenditega trigeriteks. Sünkroonne ühetaktiline RS-triger erineb asünkroonsest trigerist selle poolest, et trigeri olek muutub vaid kindlail sünkroimpulssidega määratud ajahetkeil. Lisaks infosisenditele S ja R on tal veel sünkroniseerimissisend C (clock). Trigeril võivad olla korraga nii sünkroonsed kui ka mittesünkroonsed sisendid. Sünkroniseeritud infosisend toimib hetkel,
Samuti tehti kindlaks magnetvälja anduri sisselülitumis- ning väljalülitusmishetked. Tulemused (mm) on esitatud alljärgneval joonisel. 11 Järgnevalt sooritati eksperiment, kus püsimagneti ning anduri vahele asetati erine-vatest materjalidest kalibreerimisplaate. Eksperimendi olemust iseloomustab allolev joonis. Selgus, et ainult terasest kalibreerimisplaadiga oli võimalik mõjutada katsetulemust. Teiste materjalide korral anduri väljundsignaal ei muutunud. Katse tulemusi iseloo-mustab ka allolev joonis. Kokkuvõtvalt: magnetvälja andur reageerib ainult magnetväljale, terasest materjaliga on võimalik magnetvälja varjata anduri eest, anduri hüsterees sõltub otseselt magneti magnetvälja tugevusest. Magnetvälja andur tajub magnetvälja ka läbi teiste materja-lide, mis ei ole ferromagneetilised. Kuvatõmmis kokkuvõtvast testist on esitatud järgmisel leheküljel. 12 1.3. Optoelektroonilised andurid
maksimaalne, peab väljundtakistus võrduma tarbija takistusega. 1.3. Võimendamisel tekkivad moonutused Võimendamisprotsessil võivad tekkida kahesugused moonutused: lineaarmoonutused, ehk sagedusmoonutused, mille põhjustajaks on lülituses leiduvad sagedusest sõltuvad elemendid so. kondensaatorid ja intuktiivsused. Nende toimel hakkab väljundsignaal sõltuma signaali sagedusest, kusjuures võib muutuda nii signaali amplituud, kui ka faas. Amplituudi moonutused avalduvad võimendusteguri sõltuvusest signaali sagedusest. Nii näiteks tekivad helisagedus võimenditel võimendusteguri langused nii madalatel kui
AR-mudeli x MatLab'is funktsiooni filter() sisendparameetriteks tänu sellele, et FFT arvutamisel võetakse andmejada väljundsignaal on: Ax. Integreerides f (x) avaldist, saame üldisel kujul on ülekandefunktsiooni parameetrid(vt. lõpliku x 3) ja sisendsignaal. Selleks, et kasutada selle 2
nooremate järkude summeerimisel tekkinud ülekanne. Seega on ühejärgulisel summaatoril kolm sisendit ning 2 väljundit. · Poolsummaator- ei arvesta liitmisel eelmisest järgust tulenevat ülekannet. Kasutades kahte poolsummaatorit, on alati saadav üks täissummaator. · Täissummaator- arvestab liitmisel eelmisest järgust tulenevat ülekannet · Jada ülekandega e. järjestikülekandega summaatoris moodustatakse väljundsignaal arvukohtade järjestikku summeerimisega, alates kõige nooremast (parempoolsest) kuni kõige vanema ehk vasakpoolsemani välja. Arvukoha summeerimiseks ja ülekande moodustamiseks kulub teatud aeg, mida ülekande seisukohalt võib vaadelda hilistumisena. Kuna ülekanne toimub järjestikku, siis aeglustab see summaatori tööd. Suure kohtade arvu korral on koguhilistumine võrdne hilistumise summaga üksikutes kohtades. · Rööpülekandega e
annaabi.ee 
