Complemente de Electronica

1. Complemente 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@gmail.com:

2. Structura 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

3. 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 Cap. 1 Sisteme si semnale

4. Cap. 1 Sisteme si semnale 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 Cap. 2 Functia de transfer Fourier

5. Cap. 1 Sisteme si semnale Cap. 2 Functia de transfer Fourier 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 Cap. 3 Functia de transfer Laplace

6. Cap. 1 Sisteme si semnale Cap. 2 Functia de transfer Fourier Cap. 3 Functia de transfer Laplace Cap. 5 Sisteme de ordin superior Cap. 6 Reactia negativa Cap. 7 Amplificatoare operationale Cap. 8 Aplicatii liniare ale AO Cap. 4 Raspunsul la semnal treapta. Sisteme de ordinul 1

7. 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. 6 Reactia negativa Cap. 7 Amplificatoare operationale Cap. 8 Aplicatii liniare ale AO Cap. 5 Sisteme de ordin superior

8. 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. 7 Amplificatoare operationale Cap. 8 Aplicatii liniare ale AO Cap. 6 Reactia negativa

9. 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. 8 Aplicatii liniare ale AO Cap. 7 Amplificatoare operationale

10. 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

11. Sisteme si semnale

12. Sisteme cu parametri concentrati Starea lor este determinată de un ansamblu discret de mărimi fizice care depind numai de timp. Ecuaţiile care modelează aceste sisteme sînt ecuaţii diferenţiale ordinare. Parametrii ecuaţiilor caracterizează individual componentele sistemului, fiind numiţi parametri concentraţi (lumped în lb. engleză).

13. Starea unei linii electrice de transmisie bifilare funcţii care depind atît de timp cît şi de poziţie u - + i d Sisteme cu parametri distribuiti u(d,t) i(d,t) Ecuaţiile care modelează linia sunt ecuaţii diferenţiale cu derivate parţiale R, L, C şi G sunt, respectiv, rezistenta, inductanţa, capacitatea şi conductanţa de pierderi raportate la unitatea de lungime Sisteme cu parametri distribuiţi 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.

14. SISO (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).

15. Sisteme liniare omogenitatea aditivitatea LTI – Linear Time Invariant

16. Sisteme liniare (continuare) Multiple Input Single Output Al doilea experiment: Primul experiment: Al treilea experiment:

17. Sisteme liniare (continuare) Liniaritatea ecuatiilor:

18. Proprietati ale sistemelor liniare Exemplu: integratorul RC Sistem stabil – raspunsul liber se stinge in timp

19. Proprietati 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.

20. De ce ?

21. Proprietati ale sistemelor liniare (continuare)

22. out in Caracteristica statica Raspunsul in frecventa Sinus de frecventa zero - constant Raspuns permanentizat la excitatie x constanta = regim de curent continuu (DC) Liniaritatestatica 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.

23. Raspunsul 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

24. Raspunsul in frecventa (continuare) fazori (vectori rotitori cu punctul de aplicaţie în origine) asociaţi semnalelor sinusoidale Amplificare=semnal 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

25. Raspunsul 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)

26. Calcularea raspunsului in frecventa pentru circuite Impedante complexe Impedanta vazuta la intrare

27. Calculati raspunsul in frecventa pentru circuitul din figura.

28. Dacă două sisteme sînt legate în cascadă, ieşirea primului fiind intrarea celui de-al doilea, răspunsul în frecvenţă al sistemului compus se obţine simplu prin înmulţirea celor două răspunsuri parţiale

29. Avantajele 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.

31. Punctele slabe ale formalismului • funcţionează numai pentru un anumit tip de semnale (sinusoidale) • descrie doar răspunsul staţionar (permanentizat) • raspunsul in frecventa nu poate fi definit pentru sisteme instabile

32. Semnale 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

33. Semnale necauzale, incep la Deterministe si periodice Aleatoare functii reale de o variabila reala, in sensul clasic

34. t 0 t 0 t 0 Impuls Dirac, arie egala cu 5, pozitionat la t=5 5d(t-2) t 0 Semnale definite prin distributii Impulsul Dirac unitar d(t) : Arie egala cu 1, pozitionat la t=0

35. Tema pentru acasa Mihai P. Dinca, Complemente de Electronica, pag. 32-33 P1.2, P1.3, P1.10 si P1.12

36. Lucrari practice, dispozitivul experimental

37. Proiectarea 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

38. Conectarea la placa de achizitie

39. Scrierea unui program in Labview pentru controlul motoarelor

40. Proiectarea si realizarea circuitului de interfata pentru senzorul de pozitie (magnetic sau optic) Simulator de circuite electronice- Circuit Maker 2000

41. Conectarea la placa de achizitie

42. Scrierea unui program in Labview pentru citirea si afisarea pozitiei

43. SKFT-751 • Studiul dinamic al pendulului: • Raspuns la semnal treapta • Raspuns in frecventa • Identificarea sistemului

44. SKFT-751 • Studiul dinamic al pendulului: • Raspuns la semnal treapta • Raspuns in frecventa • Identificarea sistemului

45. Frequency response

46. Implementarea unui sistem de control automat a pozitiei