1 / 37

Elektronika cyfrowa

Elektronika cyfrowa. Warunek zaliczenia wykładu: wykonanie sześciu ćwiczeń w Pracowni Elektronicznej. Część notatek z wykładu znajduje się na : http://zefir.if.u j .edu.pl/ planeta / wyklad_elektronika/. Pracownia Elektroniczna. Informacje o programie ćwiczeń:

kali
Download Presentation

Elektronika cyfrowa

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Elektronika cyfrowa • Warunek zaliczenia wykładu: • wykonanie sześciu ćwiczeń w Pracowni Elektronicznej Część notatek z wykładu znajduje się na: http://zefir.if.uj.edu.pl/planeta/wyklad_elektronika/

  2. Pracownia Elektroniczna Informacje o programie ćwiczeń: http://zefir.if.uj.edu.pl/spe/

  3. Elektronika – zajmuje się zastosowaniem zjawisk elektromagnetycznych do przesyłania i przetwarzania sygnałów elektrycznych (informacji) Układ elektroniczny – układ spełniający z góry założone zadanie w stosunku do sygnałów elektrycznych

  4. Klasyfikacja układów elektronicznych Układy przebiegów sinusoidalnych: filtry, wzmacniacze, generatory, modulatory Układy impulsowe: układy elektroniki cyfrowej, wzmacniacze impulsowe, przetworniki analogowo-cyfrowe, dyskryminatory Układy zasilające: układy służące do zasilania i sterowania pracą innych układów

  5. komputer przetwornik analogowo-cyfrowy czujnik układ analogowy Układ pomiarowy

  6. Prawo Coulomba W 1785 roku w oparciu o doświadczenia z ładunkami Charles Augustin Coulomb doszedł do następującego sformułowania: Waga Skręceń F - przyciągająca dla ładunków przeciwnych (+/-) a odpychająca dla jednakowych (+/+), (-/-) i działa wzdłuż linii łączącej ładunki.

  7. Jednostką ładunku w układzie SI jest KULOMB (C). Ciało posiada ładunek jednego kulomba jeśli na równy sobie działa z odległości jednego metra siłą 9. 109 Newtona. Jeśli umieścimy dwa ciała o masach 1 kilograma i ładunku 1 kulomba w odległości 1m od siebie, to stosunek siły kulombowskiej do siły grawitacji ma się jak 1019: 1. 1C 1C 1m 1 kg 1 kg

  8. Prąd elektryczny I(A) – natężenie prądu U(V) – napięcie • Nośniki prądu: • elektrony (-) • jony (+,-) • dziury (+)

  9. Prąd elektryczny Napięcie elektryczne – różnica potencjałów elektrycznych między dwoma punktami obwodu elektrycznego. Napięcie elektryczne jest to stosunek pracy wykonanej podczas przenoszenia ładunku elektrycznego między punktami, dla których określa się napięcie, do wartości tego ładunku. W przypadku źródła napięcia elektrycznego napięcie jest jego najważniejszym parametrem i określa zdolność źródła energii elektrycznej do wykonania pracy. U – napięcie = praca/ładunek

  10. Opornik (rezystor) (z łac. resistere, stawiać opór) Najprostszy element rezystancyjny obwodu elektrycznego. Jest elementem liniowym: spadek napięcia jest wprost proporcjonalny do prądu płynącego przez opornik. Przy przepływie prądu zamienia energię elektryczną w ciepło. W obwodzie służy do ograniczenia prądu w nim płynącego. R – opór elektryczny

  11. I U Prąd elektryczny R U=RI – prawo Ohma

  12. węzeł I prawo Kirchhoffa I2 I1 I4 I3

  13. U1 U2 U3 U5 U4 oczko sieci II prawo Kirchhoffa

  14. R1 R2 R3 Łączenie oporników szeregowe R1 równoległe R2

  15. I R1 U R2 U2 Dzielnik napięcia Przykład: U= 12 V R1= 4 k, R2= 8 k I = 1 mA, U2= 8 V

  16. Tablica twórnych jednostek miar m - 10-3  - 10-6 n - 10-9 p - 10-12 f - 10-15 G - 109 M - 106 k - 103 1 nA = 10-9 A

  17. Prąd przemienny (ang. alternating current, AC) I(A) Prąd elektryczny okresowo zmienny, w którym wartości chwilowe podlegają zmianom w powtarzalny, okresowy sposób. Wartości chwilowe natężenia prądu przemiennego przyjmują naprzemiennie wartości dodatnie i ujemne (stąd nazwa przemienny). Najczęściej pożądanym jest, aby wartość średnia całookresowa wynosiła zero. Stosunkowo największe znaczenie praktyczne mają prąd i napięcie o przebiegu sinusoidalnym. Dlatego też, w żargonie technicznym często nazwa prąd przemienny oznacza po prostu prąd sinusoidalny. . t (s)

  18. Sygnał – przebieg (zmiana w czasie) dowolnej wielkości fizycznej, będącej nośnikiem informacji Sygnał analogowy – zmieniający się w sposób ciągły w czasie Sygnał sinusoidalny: U0 - amplituda T – okres zmienności f=1/T - częstotliwość U(V) t (s) częstotliwość kołowa T

  19. Sygnał piłokształtny - przypomina zęby piły. Jest to sygnał o przebiegu liniowym, czyli takim, w którym napięcie rośnie lub opada ze stałą prędkością do określonej wartości i powtarzany jest okresowo. Sygnał prostokątny - podobnie jak sygnał sinusoidalny można go opisać dwoma parametrami, czyli amplitudą i częstotliwością. Często zamiast częstotliwości używa się pojęcia okres T, który jest równy T=1/f. Szum - jest nieodłącznym towarzyszem sygnałów użytecznych i jest czymś niepożądanym w układach elektronicznych. Najczęstszym rodzajem szumów jest szum pochodzenia termicznego wytwarzany przez rezystory.

  20. U(V) 5V 1 0 t (s) Sygnał cyfrowy

  21. Oscyloskop • Budowa lampy oscyloskopowej: • Elektrody odchylające • Działo elektronowe • Wiązka elektronów • Cewka skupiająca • Pokryta luminoforem wewnętrzna strona lampy.

  22. Oscyloskop

  23. Liczby zespolone Często zamiast i wystepuje symbol j Im a   wzór Eulera   Re

  24. U I t Prąd zmienny

  25. U I t Prąd zmienny

  26. Prąd zmienny Im I U I U Re

  27. +Q C U -Q Kondensator Pojemność kondensatora

  28. +Q C U -Q Kondensator Pojemność kondensatora

  29. I U L Cewka indukcyjna L – indukcyjność cewki

  30. I U L Cewka indukcyjna L – indukcyjność cewki H - henr

  31. R R C L Dwójniki - układ posiadający dwa zaciski elektryczne Typowy przykład dwójnika: czujnik mierzący określoną wielkość fizyczną

  32. Parametry wejściowe – wymuszenie Parametry wyjściowe – odpowiedź układu na określone wymuszenie parametr wyjściowy parametr wejściowy Pi – wielkość fizyczna od których może zależeć odpowiedź układu np.: temperatura, oświetlenie, ciśnienie.

  33. Ogólnie U =U(t0) może zależeć od zmiany parametrów w czasie dla -  t  t0 t0 t Dwójniki liniowe i stacjonarne U =U(t) odpowiedź na wymuszenie I =I(t) • liniowy gdy: a*U(t) odpowiedź na wymuszenie a*I(t) U(t) = a1*U1(t) + a2*U2(t) odpowiedź na wymuszenie I(t) = a1*I1(t) + a2*I2(t)

  34. stacjonarny: Jeśli U(t) odpowiedzią na wymuszenie I(t) to dla chwili t+t0 U(t+t0) jest odpowiedzią na wymuszenie I(t+t0) Realnie istniejące elementy elektroniczne tylko w przybliżeniu liniowe i stacjonarne

  35. Rozważmy wymuszenie postaci: Dla elementów liniowych mamy odpowiedź: Dla małych t0 rozwijamy U(t+t0) w szereg Taylora w otoczeniu punktu t:

  36. Porównując (*) i (**) dostajemy:

  37. Możemy teraz zdefiniować funkcje odpowiedzi Dla wymuszeń sinusoidalnych przyjmujemy p w postaci częstość kołowa f - częstość T - okres wymuszenia Możemy też zapisać

More Related