background image

 

 

Физичка

 

Електроника

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Скрипта

 

 

 

 

background image

Скрипта

  

 

        

Физичка

 

Електроника

 

1.

Не

 

оптерећен

 

и

 

оптерећен

 

разделник

 

напона

 

 

-

Веома

 

распрострањени

 

и

 

често

 

примењивани

 

делови

 

електричног

 

кола

Просто

 

речено

то

 

је

 

коло

 

за

 

дати

 

улазни

 

напон

 

придукује

 

очекивани

 

део

 

улазног

 

напона

 

као

 

излазни

 

напон

Струја

 

у

 

колу

 

је

2

1

R

R

V

I

in

+

=

   

in

out

V

R

R

R

V

2

1

2

+

=

 

Лако

 

се

 

примећује

 

да

 

је

 

излазни

 

напон

 

увек

 

мањи

 

или

 

пак

 

једнак

 

улазном

 

напону

па

 

се

 

стога

 

и

 

назива

 

разделник

Појачање

 

се

 

може

 

добити

 

ако

 

је

 

један

 

од

 

отпора

 

негативан

а

 

то

 

је

 

могуће

 

постићи

 

код

 

нпр

тунел

 

диоде

  (

растући

 

отпор

)

или

 

конвертора

 

негативне

 

импедансе

.  

1

R

in

V

2

R

out

V

Дакле

 

основна

 

улога

 

разделника

 

напона

 

је

 

да

 

се

 

из

 

неког

 

фиксног

 

или

 

променљивог

 

отпора

 

R

2

 

то

 

се

 

може

 

лако

 

постићи

Разделник

 

напона

 

прикључен

 

на

 

неку

 

фиксну

 

волтажу

 

еквивалентан

 

је

 

неком

 

слабијем

 

напонском

 

извору

 

редно

 

везаном

 

са

 

отпорником

.(

Тевенинова

 

теорема

in

out

1

R

 

2

R

th

R

-

Уколико

 

прикажемо

 

потрошач

 

опада

 

излазни

 

напон

 

разделника

 

напона

 

због

 

каначног

 

отпора

 

извора

Пошто

 

је

 

ова

 

деформација

 

непожељна

да

 

би

 

смо

 

добили

  

1

R

in

V

th

V

2

R

стабилне

 

напонске

 

изворе

 

пожељно

 

је

 

користити

 

мање

 

отпоре

 

у

 

разделнику

 

напона

Такође

 

је

 

корисно

 

напонски

 

извор

 

конструисати

 

користећи

 

активне

 

компоненте

 

(

транзисторе

операционе

 

појачаваче

,...). 

На

 

овај

 

начин

 

је

 

могуће

 

добити

 

напонски

 

извор

 

без

 

унутрашњег

 

отпора

 (

Тевенинов

 

отпор

). 

Само

 

уколико

 

R

load

>>R

internal

 

имамо

 

занемарљив

 

ефекат

 

пригушења

 

in

out

V

V

 

 

1

Page 3 is redacted
background image

Скрипта

  

 

        

Физичка

 

Електроника

 

3.

Пасивни

 

RC

 

филтар

 

пропусник

 

ниских

 

учестаности

 

 

-

Заменом

 

места

 

R

 

и

 

C

 

у

 

колу

 

за

 

пасивни

 RC 

филтар

 

пропусник

 

високих

 

учестаности

 

добијамо

 

супротан

 

ефекат

R

2

2

2

1

C

R

C

j

R

V

C

j

R

V

z

V

I

in

in

total

in

ω

ω

ω

+

⎛ +

=

=

=

 

in

V

out

V

C

in

C

out

V

C

R

C

C

j

R

C

j

I

C

j

z

I

V

2

2

2

2

2

1

ω

ω

ω

ω

ω

+

⎛ +

=

=

=

  

 

(

)

in

in

out

V

C

R

jRC

V

C

R

C

C

j

R

j

V

2

2

2

2

2

2

2

2

1

1

1

ω

ω

ω

ω

ω

+

+

=

+

⎛ +

=

  

 

(

)

*

out

out

out

V

V

V

=

    

  

(

)

2

2

2

2

2

1

1

fRC

Vin

C

R

Vin

V

out

π

ω

+

=

+

=

 

-

Јасно

 

је

 

да

 

1

in

out

V

V

 (

f

1),   

0

in

out

V

V

 (

f

 

Као

 

и

 

код

 RC 

филтара

 

пропусника

 

високих

 

учестаности

 

критична

 

вредност

 

је

 

дефинисана

 

са

:

RC

1

=

ω

 

Могуће

 

је

 RC 

филтар

 

пропусник

 

ниских

 

учестаности

 

посматрати

 

као

 

сигнални

 

извор

Ако

 

имамо

 

савршен

 

напонски

 

извор

  (

нулта

 

унутрашња

 

отпорност

филтеров

 

излаз

 

изгледа

 

као

 

на

 

ниским

 

фреквенцијама

  (

овакав

 

извор

 

се

 

може

 

заменити

 

шантом

). 

Он

 

опада

 

на

 

нулу

 

при

 

високим

 

фреквенцијама

 

када

 

кондензатор

 

доминира

 

у

 

излазној

 

импеданси

Сигнал

 

који

 

пролази

 

кроз

 

филтер

 

види

 

оптерећење

 

на

 

отпорнику

   

R

 

и

 

одвони

 

отпор

 

који

 

пад

 

на

 

К

 

на

 

високим

 

фреквенцијама

Уобичајено

 

је

 

користити

 

log

-

осу

 

за

 

х

-

осу

  (

оса

 

октава

), 

док

 

је

 

на

 

y

-

оси

 

однос

 

out

in

V

V

 

који

 

посматрамо

 

као

 

децибеле

Може

 

се

 

проказати

 

и

 

график

 

фазног

 

помака

 

 

3

background image

Скрипта

  

 

        

Физичка

 

Електроника

 

5.

Паралелно

 

RLC

 

коло

 

 

Комбинујући

 

кондензаторе

 

са

 

завојницама

 

или

 

ако

 

их

 

користимо

 

у

 

специјалним

 

ел

колима

 

која

 

се

 

називају

 

активни

 

филтери

 

могуће

 

је

 

направити

 

коло

 

са

 

веома

 

оштром

 

фреквентном

 

карактеристиком

  (

изражен

 

пик

 

као

 

одговор

 

систему

 

на

 

одређеној

 

фреквенци

). 

R

=

=

+

=

L

C

j

j

C

L

j

z

z

z

C

L

LC

ω

ω

ω

ω

1

1

1

1

1

 

in

V

out

V

C

L

C

L

j

z

LC

ω

ω

=

1

 

Комбинујући

 

Z

LC

 

са

 

R

 

у

 

серијској

 

вези

 

добијемо

 

разделник

 

напона

 

због

 

фазне

 

разлике

 

кондензатора

 

и

 

завојнице

 

од

 

π

ова

 

два

 

елемента

 

су

 

супростављени

па

 

када

 

је

2

2

1

1

1

1

1

+

=

+

=

=

C

L

R

C

L

j

R

V

C

L

j

R

V

z

V

I

in

in

total

in

ω

ω

ω

ω

ω

ω

1

C

L

ω

ω

=

1

  

     

LC

f

π

2

1

0

=

 

1

jR

 

    

 

 

 

(

)

2

1

*

2

2

2

1

1

1

1

out

out

out

in

LC

out

V

V

V

C

L

R

C

L

C

L

V

z

I

V

=

+

=

=

ω

ω

ω

ω

ω

ω

  

C

L

V

V

in

out

ω

ω

=

1

1

 

Ширина

 

пика

 

је

 

ограничена

 

губитцима

 

у

 

кондензатору

 

и

 

завојници

али

 

погоднијим

 

избором

 

C

 

и

 

L

 

овај

 

проблем

 

се

 

може

 

решити

тј

Може

 

се

 

постићи

 

резонантна

 

фреквенција

Мера

 

оштрине

 

пика

 

се

 

назива

 

фактор

 

доброте

Фактор

 

доброте

 

Q

 

је

 

однос

 

резонантне

 

фреквенце

 

и

 

ширине

 

на

 

тачки

За

 

паралелно

 

RLC

 

коло

 

је

:

  

 

resonance

out

in

V

V

RC

Q

C

1

0

0

ω

ω

ω

=

=

0

f

 

Page 6 is redacted
background image

Скрипта

  

 

        

Физичка

 

Електроника

 

6.

Струјни

 

извори

 - 

реализација

 

пасивним

 

елементима

 

 

Идеални

 

струјни

 

извор

 

је

 

црна

 

кутија

 

са

 

два

 

извода

 

која

 

одржава

 

константну

 

струју

 

кроз

 

спољашње

 

коло

независно

 

од

 

отпора

 

потрошача

 

или

 

променљивог

 

напона

За

 

идеалне

 

струјне

 

изворе

 

може

 

се

 

обезбедити

 

било

 

какав

 

потребан

 

напон

 

на

 

изводима

док

 

идеални

 

струјни

 

извори

 

имају

 

ограничења

 

на

 

примењене

 

напоне

односно

 

излазна

 

струја

 

није

 

апсолутно

 

константна

Струјни

 

извори

 

могу

 

бити

 

једносмерни

 

или

 

наизменични

Реални

 

струни

 

изворисе

 

разликује

 

од

 

идеалног

 

по

 

томе

 

што

 

код

 

њега

 

постоје

 

унутрашњи

 

губитци

 

енергије

Овакав

 

извор

 

се

 

апроксимира

 

паралелном

 

везом

 

идеалног

 

струјног

 

извора

 

и

 

отпора

Реализација

 

помоћу

 

отпорника

Уколико

 

је

 R

p

<<R  (V

p

<<V)   

   

R

V

I

=

 

Што

 

занчи

 

да

 

је

 

струја

  (

у

 

првој

 

апроксимацији

константна

 

V

R

p

V

p

R

 

 

Проблем

 

при

 

конструисању

 

доброг

 

струјног

 

извора

 

лежи

 

у

 

томе

 

што

 

постоји

 

велика

 

дисипација

 

енергије

 

на

 

отпорнику