Analoginiai signalai ir įtaisai

1)Analoginiai signalai. Analoginių signalų apdorojimo įtaisai, jų raida ir esmė. Signalas – tai elektrinis arba elektromagnetinis ryšiu perduodamų duomenų kodas. Analoginiai signalai yra nepertraukiami ir aprašomi konkrečiu laiko intervalu. Kaip tokių signalų pavyzdžius galima paminėti mikrofono išėjimo signalą, temperatūros, slėgio jutiklių išėjimo signalus. Šie signalai paprastai atspindi realių fizikinių reiškinių elektrinį modelį. Dar vadinami tolydinio laiko ir tolydinės amplitudės signalais. Pagrindiniai įtaisai signalų apdorojimui yra puslaidininkiniai, vakuuminiai ir dujiniai prietaisai (diodai, triodai...tranzistoriai...ir visas kitas Vaciuko šh....stabilitronai...) Naudojami ir prietaisai sudaryti iš šių elementų: filtrai (triukšmų ar šiukšlių atskyrimui), integratoriai, diferencijavimo grandinės ir sumatoriai... Viskas prasidėjo, kai 1904 metais buvo sukurtas vakuuminis diodas, po to sekė triodas (irgi lempa), tada JAV buvo sukurtas pirmas puslaidininkinis tranzistorius (1947). Nuo to laiko viskas pajudėjo, buvo pradėtos daryt integrinės schemos (1960), o 1965 sukurtas pirmas operacinis stiprintuvas. Nuo 1962m pradėtos kurti optinės sistemos (šviesos diodai, PP lazeris). Atsiradus integrinėm schemom ir padidėjus skaičiavimo našumui pradėta taikyti skaitinius signalų apdorojimo būdus. Tai labai palengvino signalų apdorojimą. Jie verčiami į skaitmeninius, apdorojami, keičiami atgal i analoginius ir po šių visų keitimų informacijos kiekis beveik neprarandamas. 2)Analoginių signalų klasifikacija, signalų šaltiniai. Svarbiausios periodinio signalo charakteristikos: Amplitudė, A [V] – momentinė signalo reikšmė bet kuriuo laiku. Dažnis, f = 1/T [Hz] – dydis, atvirkščias švytavimų periodui. Fazė, θ [rad] – santykinė matavimo taško padėtis viename periode. Pagal charakteristikas signalai skirstomi į: periodiniai ir neperiodiniai (grafikas – sinusoidė ir f-ja ) Determinuotieji (iki t=0) Galios ir energetiniai signalai ( aprašoma galia) Galios signalam Energijos signalam Iš to seka, kad visi perjodiniai signalai yra galios signalai, tačiau nevisi galios signalai yra perjodiniai Energetinio signalo pvz: Signalo šaltiniai būna 2 rūšių: Įtampos (įtampos šaltinis Us(t) nuosekliai su Rs sujungtas, Patogu kai Rs maža) Srovės (Srovės šaltinis Is(t) lygegrečiai sujungtas su Rs, Patogu kai Rs didelė) 3)Furjė eilutės signalų aprašyme. Bet koks signalas, kurio periodas T gali būti išreikštas. Pats žemiausias f bus pagrindinis (1/T), o visi kiti dažniai ar harmonikos yra pagrindinio dažnio sandauga iš n-2,3,4.... kai n=1,2,3.... Vidutinė periodo vertė : Kadangi f(t) periodinis, tai yra nesvarbu, kokios parenkamos integravimo ribos (0 iki T), (-T/2 iki T/2) Simetrinių signalų savybės: kintantiems signalams a0=0. Lyginėm funkcijom bn=0. Nelyginėm funkcijom nėra kosinusoidžių. Signalai turintys pilnąją simetriją ir sudaryti tik iš lyginių harmonikų. Signalai turintys pusperiodžio simetriją yra sudaryti tik iš nelyginių harmonikų. 4)Kompleksinė signalų Furjė išraiškos forma. Cn – tai kompleksinis furje koeficientas Visi Cn (begalybė) vadinama spektru. Ši formulė leidžia apskaičiuoti visas virpesio Furjė eilutės kompleksines amplitudes. Pagal ją galime apskaičiuoti ir amplitudės, ir fazės spektrą. 5)Elementarieji signalai ir savybės. Laiptinis Stačiakampis Energetinis signalas Gauso impulsas- tai vienetinio pploto impulsas simetrins t=0 atzvilgiu Impulsinė plotas yra 1, plotis be galo mažas, aukštis be galo didelis. 6)Įtaisų ir sistemų reakcija į elementariuosius signalus. *)Reakcija į δ(t) nusako impulsinė ch-stika Imam impulsinę charakteristiką, paduodam į ŽD filtrą: Ir filtro reakcija gaunama šuolinė, o vėliau filtras išsikrauna: *) Reakcija į 1(t) vad. pereinamąja ch-ka *) Reakcija i bet kokios formos singnalą: Jei zinome sist g(t) galima suzinot kaip sist reguos i bet koki sign. *)Sąsūkos taisyklės: 1)δ(t)*f(t)=f(t) 2)f(t)*g(t)=g(t)*f(t)-perstat 3) f(t)*g(t)*h(t)=f(t)*[g(t)*h(t)]-jungimo 7)Įtaisų ir sistemų reakcijos išraiškos per dažnines charakteristikas. y(t)=x(t)*g(t) – laiko srityje Y(ω)=X(ω)*G(ω) - dazniu srityje X, Y In ir ex sign dazniu spektrai x(t) y(t) 1) surandami įėjimo sign spektrai 2)nustatoma sist perdavimo fcija 3)sudauginami spektrai ir gaunama Y(ω) 4)surandamas y(t) atlikus atvirkštinę Furje transf. Reikia skaičiuoti sąsuką ir randami įėjimo signalų spektrai. Tai yra išreiškiama ne per laiką, o per dažnį, tai reiškia kad sąsuka yra ekvivalentiška laikui, dažnio srityje. Jei paimsim tą patį žemo dažnio filtrą ir į įėjimą paduosim x(t) o is isėjimo paimsim y(t) tada gausim y(t)=x(t)*g(t) (sumuojam ar integruojam), o pakeitus į dažninę charakteristiką gaunam: Y(w)=X(w)+G(w) 8)Analoginių signalų moduliavimas. Analoginė moduliacija – tai signalo parametrų (amplitudžių, fazių, dažniu ir kt.) keitimas koduojant siunčiamą informaciją. Koduojamas signalas yra išskaidomas pagal Furjė eilutes. Tokiu būdu gaunama daug harmonikų. Dažnai moduliuotas signalas vadinamas nešančiuoju, nes perduoda duomenis tam tikra terpe. Įrenginys, kuris siuntimo metu moduliuoja signalą, vadinamas moduliatoriumi, o signalo gavėjo įrenginys, kuris atkoduoja signalą – demoduliatoriumi. Pastebėtina, kad perduodami duomenys bus prasmingi tik tuomet, kai gavėjas juos pavers atitinkamais skaitmeninias signalais. Todėl yra naudojami standartiniai moduliacijos metodai. Yra trys pagrindiniai moduliacijos būdai: amplitudinė moduliacija, dažninė moduliacija, fazinė moduliacija. 9)Amplitudinės moduliacijos principai. Tai moduliacija, kai signalo nešamosios dažnio amplitudė kinta priklausomai nuo signalo amplitudės. Tai galima išreikšti lygtimi:Taigi amplitudinės moduliacijos metu signalas keičia savo amplitudę, t. y. loginiam nuliui imama viena amplitudės reikšmė, o vienetui kita. Dėl didelės iškraipymų tikimybės šis kodavimo būdas naudojamas kartu su kitais. Jei taip moduliuotas signalas skaidomas į harmonikas, tai reikšmingos būtų tik dvi šonines dedamosios: (fc + fm) ir (fc – fmm) čia fc – nešantysis dažnis, o fm – sinusoidinis informacinio parametro kitimas, sutampantis su perdavimo greičiu. fm nusako ir linijos pralaidumą. Linijos dažnių juosta yra lygi 2fm, o informacijos perdavimo greitis gaunamas maksimalų šioje terpėje leistiną greitį padalijus iš dviejų. Jei kodavimui naudojamos keturios reikšmingos amplitudės padėtys, tai perdavimo greitis padvigubės. 10)Dažninės ir fazinės moduliacijos principai. Dažninės moduliacijos atveju kinta signalo dažnis. Šis kodavimo būdas dažniau naudojamas su kitais, nes imlus triukšmams. Naudojant šią moduliaciją, signalo harmonikos labai greitai mažėja toldamos nuo nešančiojo signalo ir dėl to jis gerai tinka informacijai perduoti toninių dažnių kanalais. Dažninės moduliacijos atveju kinta signalo dažnis, nekeisdama kitų parametrų. Dažninės moduliacijos metu nešančiojo signalo dažnis yra keičiama pagal perduodamus duomenis, t.y. dažnis keičiamas ties perduodamu 1 ir 0. Fazinė. Kintant signalo fazei, kinta ir nešamosios dažnis, nes dažnis yra fazės kitimo greitis laiko atžvilgiu. 11)Stiprinimo pakopos ir ryšiai tarp jų. Stiprinimo pakopa vadinamas elementarusis stiprintuvas, turintis dažniausiai vieną arba du aktyviuosius elementus. Stiprinamasis signalas paduodamas į aktyviojo elemento įėjimo gnybtus. Puslaidininkiai dažniausiai naudojami stiprinimo pakopose yra dvipoliai ir lauko tranzistoriai. Stiprinimo pakopose tranzistorius gali būti sujungtas pagal 3 schemas: BE arba BI,BB arba BU, BK arba BS. Pakopoje gali būti naudojami pnp npn tranzistoriai, nuo to priklausys tik maitinimo įtampos poliškumas ir didumas. Stiprinimo pakopos pagrindinius parametrus nulemia tranzistoriaus parametrai. Daugiapakopiai stiprintuvai sudaromi iš vienapakopių stiprintuvų panaudojant įvairias ryšio grandis. Nuo ryšio grandies priklauso stiprintuvo amplitudės ir fazės dažninės charakteristikos, stiprinimo koef., nulio dreifas ir kiti... Talpinis ryšys sudaromas kondensatoriumi. Kadangi kondensatorius nuolatinės srovės nepraleidžia tai patogu juo sujungti skirtingus nuolatinius potencialus turinčius stiprinimo pakopų elektrodus, pvz. Vienos pakopos tranz. Kolektorių su kitos pakopos baze. Toks stiprintuvas stiprina tik kintamosios srovės signalus, ir nereaguoja i nuolatinius ar lėtai kintančius. Todėl stiprintuvo neveikia tranzistorių ar kitų schemos elementų pokyčiai dėl senėjimo, temperatūros, drėgmės ir pan. Induktyvinis ryšys sudaromas transformatoriumi ar surištaisiais rezonansiniais kontūrais. Stiprintuvų su transformatoriniu ryšiu savybės panašios į talpinio ryšio stiprintuvų. Toks ryšys buvo naudojamas kol lempų ir tranzistoriu K buvo nedidelis. Galvanins ryšys sudaromas įjungus papildomą įtampos šaltinį ar rezistorinį daliklį tarp stiprinimo pakopų ir suderinus vienos pakopos išėjimo ir kitos pakopos įėjimo nuolatinius potencialus. Toks stiprintuvas stiprina tiek nuolatinisu tiek kintamus signalus. Tačiau jam būdingas nulio dreifas. Optinis ryšys, taip pat kaip ir galvaninis tinka nuolatinio signalo stiprintuvams. Optinį ryšį patogiausia sudaryti panaudojus optronus, nors jo perdavimo koeficientas kol kas nedidelis. Šis ryšys naudojamas, kai pakopas reikia elektriškai izoliuoti vieną nuo kitos. 12)Daugiapakopiai stiprintuvai. Daugiapakopį stiprintuvą sudaro kelios stiprinimo pakopos, sujungtos ryšio grandimis . Tokio N pakopų stiprintuvo kompleksinė amplitudės dažninė charakteristika išreiškiama pakopų su ryšio grandimis analogiškų charakteristikų sandauga. Stiprintuvo amplitudės dažninę charakteristiką patogu vaizduoti grafiškai logaritminėje koordinačių sistemoje (20lgK(w)). Labai patogu juos naudot nes stiprinimo koeficientas didelis lyginant su stiprintuvo dydžiu. 13)Bipoliariojo tranzistoriaus (BT) darbo taško fiksacija. Darbo taškas parenkamas tiesinėje tranzistoriaus charakteristikų srityje. Rezistoriai R1, R2 ir RE užtikrina tranzistoriaus darbo taško stabilumą. RE sudaro neigiamą grįžtamąjį ryšį (pagal srovę) ir sumažina tranzistoriaus parametrų priklausomybę nuo temperatūros pokyčių. Kolektoriaus srovei fiksuoti rezistoriai RK ir RE sujungti nuosekliai 14)Stiprintuvo temperatūrinė stabilizacija ir kompensacija. Praktikoje naudojama BE schema su stabilizuota įtampa ir kitokiais būdais. 20C juda link 60C, tada A juda link A‘. Jei Re nelygu 0 tada A‘ juda link A1. Rekomenduotina parinkti Re, kad kristų ne daugiau 25proc. Ec. Ce darbo taškui įtakos neturi, bet daro įtaką kintamam signalui. Norint sudaryti gerą temperatūrinę stabilizaciją reikia sudaryti grįžtamus ryšius (NGR) ką ir daro varža Re. Kad įvertint schemų nestabilumą yra koeficientas realios schemos srovės pokytis dalintas iš idealios schemos srovės pokyčio. Praktiškai idealia laikoma BB schema. 15)Netiesinė darbo taško fiksacija ir kompensacija. krc. Viskas taip pat kaip ir tiesinė fiksacija 13klausime, tik! Yra toks dalykas kaip termistorius (rezistorius, kuris reaguoja į temperatūrą); jie būna dviejų rūšių pagal temperatūrinį koeficientą(TTK teigiamas temp. koef. ir NTK neigiamas temp. koef.): R1 bus TTK; R2 bus NTK; ir dar reikia prijungt RT, kuris bus NTK tipo. arba imam tokią schemą su diodu. kai 16)BE pakopos analizė (h modelis, elementari pakopa). Analizuojant paliekami tik elementai turintys įtakos kintamam signalui. Maitinimo šaltinis užtrumpinamas, C irgi trumpinami. ir tada suprastinam schema ir gaunam: 17)BE pakopos su Re analizė. Tokia stipr pakopa yra atsparesnė temp svyravimams, silpniau reguoja į tranz parametrų kitimus, tačiau mažiau stiprina signalą. Jei stipriname kint įtamp sign Re galima šuntuoti didelės talp kondenc: Tada pakopos K ir vidinės varžos liktų tokios pat kaip ir be Re, o temp stabilumas pagerėtų, bet to yra vengiama, nes jų reikėtu didelių talpų, kas yar brangu. Jis (Ku) gerokai sumazeja del emiterio rezistoriaus. jei (1+h21E)Re>>h11E galima uzrasyti sitap 18) (BK) pakopos analize Sios pakopos tranz itampa yra pastovaus didumo bendrojo elktrodo atzvilgiu. Dirbant tranzistoriui stiprinimo rezimu , itampos kritimas tarp bazes ir emiterio yra nedidelis ( 0.3-0.6V) ir nuo bazes sroves mazai tepriklauso. Todel itampos Uex ≈Uin ir kintamos dedamosios uex≈uin. Taigi galima sakyti, kad BK pakopa pakartoja iejimo itampa ir todel daznai vadinama emiteriniu kartotuvu. BK pakopos principine schema: Ekvivaliantine schema: 19) Bendros bazes stiprinimo pakopa signalas paduodamas I emiteri, o baze yra izeminta. Jo iejimo varza yra maza, nes srove emiterio grandineje yra 1+h21E karto stipresne uz bazes, o sroves stiprinimo koficiantas artimas vienetui: rin= h11E/1+h21E, Ki=iex/iin, Ku=uex/uin. Pakopos isejimo varza rex=begalybei, ness roves saltinio vidine varza yra be galo didele. BB naudojamos auksto daznio signalu stiprintuvuose, nes taip sujungtas stiprintuvas gali dirbti iki aukstesniu dazniu negu pagal BE schema 20) Pakopu savybiu palyginimas. Isnagrinetu stiprinimo pakopu savybes gerokai skiresi lenteleje pateikta pagrindiniu stiprinimo pakopu orientacines parametru reiksmes. Lenteleje matyti kad lengviausia sudaryti daukiapakopi stiprintuva is BE pakopu, nes ju iejimo ir isejimo varzos yra artimos. Vien BB pakopos daugiapakopiams stiprintuvams netinka. Tarp dvieju BB pakopu reikia ijungti BK pakopa arba transformatoriu iejimo ir isejimo vidinems varzoms suderinti.BK pakopa tinka kaip buferis dideles varzos signalo saltinio ir mazos varzos apkrovos. BE pakopa signala invertuoja t.y. isejimo itampos vektoriu pasuka 180 kampu iejimo itampos atzvilgiu, o BK ir BB pakopos signalo neinvertuoja. 21) LT ch-kos ir parametrai. LT su valdančiąja pn sandųra ir išėjimo perdavimo ch-komimis: Nuo analogiškų MDP tranz ch-istikų jos skiriasi tik užtūros įtampų reikšmėmis. Santakos srovė būna stipreusia, kai užtūros įtampa=0. Didėjant atgalinei užt įtampai, kanalas plonėja, jo srovė silpnėja ir kai Ugs=Ug0 visai nutrūksta. Kadangi santakos srovė yra stipreusia, kai užtūra trumpai sujungta su ištaka (Ugs=0) o atgaline valdymo įtampa srovę galima tik silpninti, tai LT su valdančiąja pn sandūra dirba kanalo nuskurdinimo rėžimu. Parametrai: 1)Statumas (mA/V) 2) Vidaus varža 3)Stiprinimo Koef: Nagrinėjant tranz dirbanti AD srityje be parametru S ir ri atsižvelgiama į parazitines talpas tarp U ir S CGS ir tarp U ir I CGD 22) BI stiprinimo pakopos su sandūriniu LT (JFET): darbo taško skaičiavimas. 26)LT tranz. Kaip itampa valdomas tranz. Uds

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!