Elektronika 2. FBE1302 áplálás
FBE1302 Elektronika 2. Analóg elektronika Az analóg elektronikai alkalmazásoknál a részfeladatok többsége több alkalmazási területen is előforduló, közös feladat. Az ilyen általános részfeladatok az analóg elektronika ismétlődő feladatai: áplálás Erősítés Szűrés Jelgenerálás Matematikai számítások llesztés, csatolás Visszacsatolás Multiplexelés, demultiplexelés Modulálás, demodulálás
FBE1302 Elektronika 2. áplálás Stabilizátor = be (t) váltakozó feszültség vagy változó feszültség, = ki vagy = ki a terheléstől (ideálisan) független, előírt értékű Erősítés Erősítő = be (t) vagy = be (t) (t+t )=A (t) Szűrés Szűrő A széles spektrumú bemenőjel adott frekvenciasávba eső összetevőinek kiszűrése. Jelgenerálás Jelgenerátor meghatározott időfüggvényű periódikus vagy aperiódikus jel előállítása Pl. fűrészjel t
FBE1302 Elektronika 2. Analóg elektronika ismétlődő feladatai Matematikai számítások Az = (1, 2,, n ) függvénykapcsolat megvalósítása 1 xbe2 Függvénygenerátor n illetve különböző matematikai műveletek elvégzése (pl.: =d /dt ) llesztés, csatolás a A 1. 2. b B Az 1. és a 2. tag közötti kapcsolat valamilyen kritérium szerinti optimalizálása. Az optimális kapcsolat megteremtése illesztő illetve csatoló tag közbeiktatásával. Pl.: vagy
FBE1302 Elektronika 2. Visszacsatolás + - A x v A V Egy tag kimeneti jelével arányos jel visszavezetése a bemenetre és a visszavezetett jelet hozzáadják (pozitív visszacsatolás) a bemenő jelhez vagy kivonják (negatív visszacsatolás) a bemenő jelből. Multiplexelés, demultiplexelés 1 xbe2 n Multiplexer vezérlő jelek Multiplexer: Adott időpontban a kimeneten a vezérlő jelek által kiválasztott bemenet jele jelenik meg. Demultiplexer vezérlő jelek 1 2 n Demultiplexer: A bemenet jele a vezérlőjelek által kijelölt kimeneti vonalon jelenik meg.
FBE1302 Elektronika 2. Modulálás, demodulálás x M Modulátor (x M,x V ) x (x M,x V ) Demodulátor x M x V Modulálás: Az x V vivőjel valamilyen jellemzőjének az x M moduláló jel szerinti módosítása (többnyire jeltovábbítási vagy jelrögzítési célból). Demodulálás: A moduláló jel visszaállítása a modulált jelből. Pl.: amplitúdómoduláció frekvenciamoduláció
FBE1302 Elektronika 2., táplálás Az elektronikai áramkörök zavartalan működésükhöz állandó nagyságú, stabilizált, terhelő áramtól széles tartományban független, valamint zavaroktól mentes egyenfeszültséget igényelnek. Az ilyen egyenfeszültséget szolgáltató tápegységek a kimenő kapcsaikon leadott energiát a váltakozóáramú hálózatból vagy akkumulátorból fedezik. Stabilizált feszültségforrás elvi felépítése: ~ 1.fokozat transzformátor egyenirányító szűrő 2.fokozat feszültségstabilizátor h sz s
FBE1302 Elektronika 2. áplálás Váltóáramú hálózatról táplált tápegység 1. fokozata: transzformátor h ~ D D 4 1 D 3 + egyenirányító + szűrő C R t sz D 2 h sz Δ 1.4 V 2-1.4 V t
FBE1302 Elektronika 2. áplálás ápegység 2. fokozata: feszültségstabilizátor (ener-diódás, folytonos üzemű[disszipatív], kapcsolóüzemű, 3 kivezetésű fesz.stab. C) ener-diódás feszültségstabilizátor: E sz R E R t s üresjárati állapotból (R t = Ω) számítva: R E = sz max max a szabályozás határán (R t = R tmin )számítva: = + E t = min t = R t R t min = sz min R E min -~ma min Δ max működési tartomány E sz min = R E
FBE1302 Elektronika 2. áplálás Folytonos üzemű (disszipatív) feszültségstabilizátor: áteresztő tranzisztor R 3 sz + - R 1 R t s R 2 3 kivezetésű feszültségstabilizátor C-k 78xx, 79xx: pl.: 7805 C i sz sz =7.5V - 35V d =2.5V omax 1A 1 2 7805 3 C o s =5V C i =330nF C o =100nF 1 2 input output ground 3
FBE1302 Elektronika 2. áplálás Kapcsoló üzemű tápegységek: A korábbiakban ismertetett tápegységek vesztesége (hálózati transzformátor+egyenirányító+áteresztő tranzisztor) igen magas. A hatásfok csak 25 50 %. Az áteresztő tranzisztor vesztesége jelentően csökkenthető, ha kapcsolóval helyettesítjük. h ~ Hálózati transzformátor Egyenirányító eljesítmény kapcsoló Szűrő (LC) s Szekunder oldali kapcsoló üzemű tápegység Szabályozó A transzformátor vesztesége (és mérete) pedig úgy csökkenthető, ha nagyfrekvenciás (20kHz-200kHz) váltakozó feszültséget transzformálnak. h ~ Egyenirányító eljesítmény kapcsoló nagyfrekvenciás transzformátor Egyenirányító Szűrő (LC) s Primer oldali kapcsoló üzemű tápegység (60-80%-os hatásfok) Potenciál leválasztó Szabályozó
FBE1302 Elektronika 2. áplálás sz Kapcsolóüzemű (feszültség csökkentő) tápegység működési elve: A K kapcsolót ciklikusan ( periódusidővel) kapcsolgatják: be ideig az 1-es, ki ideig a 2-es pozícióba kapcsolják ( = be + ki ). impulzusszélességmodulátor 1 K L sz kitöltési tényező: s 2 d L ' = L + s dt 1 1 d L 1 ' dt = L dt + dt 0 0 0 ( ) L 1 ' = L d L + L ( 0) s s dt C R t ( t) = ( t ) L L + s ' = s be ki stabilizálódott kimenetnél: t s D = 1 = 0 be s dt mpulzusszélesség-modulátor: A ( s - ref ) + fűrész -