Title: Complemente de Electronica
1Complemente de Electronica
Bibliografie
Mihai P. Dinca, Complemente de Electronica, Ed.
Universitatii din Bucuresti, 2002
Paul Horowitz and Winfield Hill, The art of
Electronics
Horowitz and Thomas Hayes The art of
Electronics, Student Manual
Mihai P. Dinca, Electronica Manualul
studentului, vol. 2, Ed. Universitatii din
Bucuresti
Titular curs
Mihai P. Dinca, Conf. Dr. Catedra de
Electricitate si Biofizica
E-mail mpdinca_at_gmail.com
2Structura si continutul cursului
Cap. 1 Sisteme si semnale
Cap. 2 Functia de transfer Fourier
Cap. 3 Functia de transfer Laplace
Cap. 4 Raspunsul la semnal treapta. Sisteme de
ordinul 1
Cap. 5 Sisteme de ordin superior
Cap. 6 Reactia negativa
Cap. 7 Amplificatoare operationale
Cap. 8 Aplicatii liniare ale AO
3Cap. 1 Sisteme si semnale
4Cap. 2 Functia de transfer Fourier
5Cap. 3 Functia de transfer Laplace
6Cap. 4 Raspunsul la semnal treapta. Sisteme de
ordinul 1
7Cap. 5 Sisteme de ordin superior
8Cap. 6 Reactia negativa
9Cap. 7 Amplificatoare operationale
10Cap. 8 Aplicatii liniare ale AO
11Sisteme si semnale
12Sisteme cu parametri concentrati
Starea lor este determinata de un ansamblu
discret de marimi fizice care depind numai de
timp.
Ecuatiile care modeleaza aceste sisteme sînt
ecuatii diferentiale ordinare.
Parametrii ecuatiilor caracterizeaza individual
componentele sistemului, fiind numiti parametri
concentrati (lumped în lb. engleza).
13Sisteme cu parametri distribuiti
u(d,t)
i(d,t)
Ecuatiile care modeleaza linia sunt ecuatii
diferentiale cu derivate partiale
R, L, C si G sunt, respectiv, rezistenta,
inductanta, capacitatea si conductanta de
pierderi raportate la unitatea de lungime
Sisteme cu parametri distribuiti
Modelarea circuitelor la frecvente foarte mari
(lungimea de unda comparabila cu dimensiunea
circuitului (antene, linii de transmisie, etc.)
Ne vom ocupa numai circuite cu parametri
concentrati si constanti in timp.
14SISO (Single Input Single Ouput)
Invarianta in timp a sistemului
Cu excitatie nula, sistemul ramine un timp
nedefinit intr-o anumita stare de echilibru,
numita stare relaxata.
Starea relaxata ?
Starea relaxata pentru circuite toti curentii
nuli, tensiune zero pe condensatoare (descarcate).
15Sisteme liniare
omogenitatea
aditivitatea
LTI Linear Time Invariant
16Sisteme liniare (continuare)
Multiple Input Single Output
Al doilea experiment
Primul experiment
Al treilea experiment
17Sisteme liniare (continuare)
Liniaritatea ecuatiilor
18Proprietati ale sistemelor liniare
Exemplu integratorul RC
Sistem stabil raspunsul liber se stinge in timp
19Proprietati ale sistemelor liniare (continuare)
Pentru orice frecventa, un semnal sinusodal la
intrare produce la iesire (dupa
permanentizare) un semnal sinusoidal de aceeasi
frecventa.
Regimul sinusoidal permanent
Numai sistemele liniare pastreaza forma
sinusoidala a semnalului.
Semnalul sinusoidal este singurul semnal periodic
care nu este deformat de catre circuitele liniare.
20De ce ?
21Proprietati ale sistemelor liniare (continuare)
22Raspunsul in frecventa
Sinus de frecventa zero - constant
Raspuns permanentizat la excitatie x constanta
regim de curent continuu (DC)
Liniaritate statica
Amplificarea la curent continuu ADC iesire
permanentizata/excitatie
Daca x si y nu sunt marimi de acelasi tip,
raportul este un factor static de transfer.
Exemple rezistenta de intrare, conductanta de
iesire, transrezistenta.
23Raspunsul in frecventa (continuare)
Sisteme fara memorie pentru orice forma a
semnalului de intrare y(t)K x(t), caz trivial
Exemplu circuite ce contin numai rezistoare
Sunt descrise complet de caracteristica statica
de transfer
Sisteme cu memorie
Frecventa diferita de zero
Semnalul de la iesire are amplitudinea diferita
de cel de la intrare este amplificat
Semnalul de la iesire este defazat fata de cel de
la intrare
24Raspunsul in frecventa (continuare)
fazori (vectori rotitori cu punctul de aplicatie
în origine) asociati semnalelor sinusoidale
Amplificaresemnal iesire/semnal intrare Nu putem
imparti vectori trecem la numere complexe
semnal de intrare
Numar complex, forma exponentiala
semnal de iesire
amplitudine de A ori mai mare si defazat cu j
amplificarea complexa
Modulul A amplificarea (in valoare absoluta)
amplificarea complexa
Argumentul j defazajul produs de sistem
25Raspunsul in frecventa (continuare)
Amplificarea complexa depinde de frecventa
raspunsul in frecventa (frequency response)
Reprezentarea grafica se face in scara
logaritmica pentru frecventa
In locul modulului amplificarii se prefera
cistigul, masurat in decibeli (dB)
26Calcularea raspunsului in frecventa pentru
circuite
Impedante complexe
Impedanta vazuta la intrare
27Calculati raspunsul in frecventa pentru circuitul
din figura.
28Daca doua sisteme sînt legate în cascada, iesirea
primului fiind intrarea celui de-al doilea,
raspunsul în frecventa al sistemului compus se
obtine simplu prin înmultirea celor doua
raspunsuri partiale
29Avantajele caracterizarii sistemelor liniare prin
raspunsului in frecventa
- Formalismul este elegant si compact, in locul
unui set de ecuatii diferentiale (eventual a
uneia de grad superior) avem nevoie doar de o
functie complexa de variabila reala H(w).
- Functia H(w) are semnificatie fizica directa si
poate fi usor determinata experimental.
- Pentru circuitele electrice calculul lui H(w) se
face direct din topologia circuitului fara
scrierea ecuattilor diferentiale.
- Legarea in cascada a sistemelor se traduce
simplu prin inmultirea celor doua raspunsuri in
frecventa, permitind astfel reprezentarea
sistemelor complexe prin scheme bloc.
30(No Transcript)
31Punctele slabe ale formalismului
- functioneaza numai pentru un anumit tip de
semnale (sinusoidale)
- descrie doar raspunsul stationar (permanentizat)
- raspunsul in frecventa nu poate fi definit
pentru sisteme instabile
32Semnale
Realizabile de durata finita si cu amplitudine
finita
energia este finita
Idealizari
Semnal cauzal identic nul inainte de un anumit
moment, poate dura un timp infinit
33Semnale necauzale, incep la
Deterministe si periodice
Aleatoare
functii reale de o variabila reala, in sensul
clasic
34Semnale definite prin distributii
Impulsul Dirac unitar d(t)
Arie egala cu 1, pozitionat la t0
35Tema pentru acasa
Mihai P. Dinca, Complemente de Electronica, pag.
32-33
P1.2, P1.3, P1.10 si P1.12
36Lucrari practice, dispozitivul experimental
37Proiectarea si realizarea circuitului pentru
comanda manuala a motoarelor
Simulator de circuite electronice- Circuit Maker
2000
http//www.csd.uoc.gr/hy120/01f/simulator.html
http//www.elektroda.net/download/file586.html
38Conectarea la placa de achizitie
39Scrierea unui program in Labview pentru controlul
motoarelor
40Proiectarea si realizarea circuitului de
interfata pentru senzorul de pozitie (magnetic
sau optic)
Simulator de circuite electronice- Circuit Maker
2000
41Conectarea la placa de achizitie
42Scrierea unui program in Labview pentru citirea
si afisarea pozitiei
43SKFT-751
- Studiul dinamic al pendulului
- Raspuns la semnal treapta
- Raspuns in frecventa
- Identificarea sistemului
44SKFT-751
- Studiul dinamic al pendulului
- Raspuns la semnal treapta
- Raspuns in frecventa
- Identificarea sistemului
45Frequency response
46Implementarea unui sistem de control automat a
pozitiei