Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer

1. Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer Anvendelser av RC-krester Tidsresponstilreaktivekretser INF 1411

2. Dagens temaer • Tidsrespons til reaktive kretser • RC-integrator/differensiator-respons til pulser og firkantbølger • RL-integrator/differensiator-respons til pulser og firkantbølger • Anvendelser av RL/RC integratorer og differensiatorer • Dagens temaer er hentet fra kapittel 15.1-15.5,15.8 INF 1411

3. Integrasjon og derivasjon • Under visse betingelser kan RC- og RL-kretser fungere som hhv integratorer og derivatorer, dvs at de beregner den integrerte og deriverte av et inputsignal med hensyn på tid • I frekvensdomenet utfører de samme kretsene enten en høypass eller lavpass filtreringsfunksjon • I biologiske systemer utfører enkle cellestrukturer de samme integrasjons/derivasjons-operasjonene, og kan modelleres med RC- eller RL-kretser • Oppførselen til RC/RL-kretser med pulssignaler som innganger er viktige i design av digital elektronikk INF 1411

4. Oppladning og utladning i RC-krets • Hvis en pulsgereator brukes som spenningskilde til en RC-krets vil kondensatoren hhv lades opp og lades ut som om den kobles til et batteri eller lades ut gjennom en resistor INF 1411

5. RC-integrator • I en RC-integrator brukes spenningen over kondensatoren som utgangsspenning • Etter RC = 5 har kretsen enten nådd 10v eller 0v, avhengig av utgangspunktet. Denne tiden kalles også for transient-tiden INF 1411

6. Sammenhengen mellom pulsbredde og τ • Hvis pulsbredden tw er større enn τ = 5 vil kondensatoren rekke å lades opp/ut fullstendig • Større verdier av τmed samme pulsbredde vil føre til kortere eller lengre oppladnings- og utladningstider INF 1411

7. Sammenhengen mellom pulsbredde og τ • Ved kortere pulsbredder tw< τ = 5 vil kondensatoren ikke lades opp eller ut helt til maksimal/minimal-verdi INF 1411

8. Respons på repeterende pulser • Ved kortere pulsbredder tw< τ = 5 og input ikke lenger er en enkeltpuls men repeterende pulser: • Kondensatoren vil først trenge tid på nå et nivå som er den gjennomsnittlige spenningen INF 1411

9. Respons på repeterende pulser (forts) • Deretter vil min- og maksverdi ha nådd steady-state nivå INF 1411

10. Økning i tidskonstanten • Ved å sette inn en varialbel resistor kan man endre integrasjonskonstanten INF 1411

11. RC-differensiator og pulsrespons • I en RC-differensiator brukes spenningen over resistoren som utgangsspenning; forløpet blir mer komplisert INF 1411

12. RC-differensiator respons på pulstog • Samme forløpet skjer som for integratorer: Det tar en viss tid før steady-state oppnås; avhengig av tidskonstanten • Hvis tW>= 5τvilkondensatorenrekke å lades heltopp/ut for hverheleperiode, dvs at spenningen over resistorengåropptilmaksoghelttil 0 INF 1411

13. RC-differensiator respons på pulstog (forts) • Hvis tW < 5τvilkondensatorenikkerekke å lades heltopp/ut for hverkompletteperiode INF 1411

14. RC-differensiator respons på pulstog (forts) • Til slutt vil det hele konvergere mot den gjennomsnittsverdi på 0 INF 1411