AZ ANALÓG JELFELDOLGOZÁS FOLYAMATÁBRÁJA

Hasonló dokumentumok
SZIGETELŐK, FÉLVEZETŐK, VEZETŐK

JELFELDOLGOZÁS FESZÜLTSÉGGENERÁTOR ÁRAMGENERÁTOR

KONDENZÁTOR FELTÖLTÉSE ELLENÁLLÁSON KERESZTÜL KONDENZÁTOR KISÜTÉSE ELLENÁLLÁSON KERESZTÜL KAPACITÍV ELLENÁLLÁS INDUKTÍV ELLENÁLLÁS U T + U T X = I R

Orvosi jelfeldolgozás. Információ. Információtartalom. Jelek osztályozása De, mi az a jel?

1. Egy lineáris hálózatot mikor nevezhetünk rezisztív hálózatnak és mikor dinamikus hálózatnak?

Orvosi jelfeldolgozás. Információ. Információtartalom. Jelek osztályozása De, mi az a jel?

Elektronika alapjai. Témakörök 11. évfolyam

Jelkondicionálás. Elvezetés. a bioelektromos jelek kis amplitúdójúak. extracelluláris spike: néhányszor 10 uv. EEG hajas fejbőrről: max 50 uv

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Térvezérlésű tranzisztorok (FET)

Elektronika I. Gyakorló feladatok

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Analóg áramkörök Műveleti erősítővel épített alapkapcsolások

2.Előadás ( ) Munkapont és kivezérelhetőség

10.1. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

III. félvezetők elméleti kérdések 1 1.) Milyen csoportokba sorolhatók az anyagok a fajlagos ellenállásuk alapján?

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: FET tranzisztoros kapcsolások

Adatok: R B1 = 100 kω R B2 = 47 kω. R 2 = 33 kω. R E = 1,5 kω. R t = 3 kω. h 22E = 50 MΩ -1

Hobbi Elektronika. Bevezetés az elektronikába: Ohm törvény, Kirchoff törvényei, soros és párhuzamos kapcsolás

Elektronika I. Dr. Istók Róbert. II. előadás

AUTOMATIKAI ÉS ELEKTRONIKAI ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

Villamos tér. Elektrosztatika. A térnek az a része, amelyben a. érvényesülnek.

Műveleti erősítők. 1. Felépítése. a. Rajzjele. b. Belső felépítés (tömbvázlat) c. Differenciálerősítő

Logaritmikus erősítő tanulmányozása

Elektromos áram. Vezetési jelenségek

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

I. Félvezetődiódák. Tantárgy: Villamos mérések 2. Szakközépiskola 12. évfolyam számára. Farkas Viktor

- elektromos szempontból az anyagokat három csoportra oszthatjuk: vezetők félvezetők szigetelő anyagok

Bevezetés az analóg és digitális elektronikába. V. Félvezető diódák

Gingl Zoltán, Szeged, :14 Elektronika - Hálózatszámítási módszerek

1.zh Kösse össze a két oszlop egy-egy összetartozó fogalmát! pozitív visszacsatolás

F1301 Bevezetés az elektronikába Térvezérlésű tranzisztorok

Műveleti erősítők - Bevezetés

5. Laboratóriumi gyakorlat. A p-n ÁTMENET HŐMÉRSÉKLETFÜGGÉSE

Elektronika Előadás

Elektronika Oszcillátorok

TFBE1301 Elektronika 1.

ELEKTRONIKA I. TRANZISZTOROK. BSc Mérnök Informatikus Szak Levelező tagozat

8.B 8.B. 8.B Félvezetı áramköri elemek Unipoláris tranzisztorok

Diszkrét aktív alkatrészek

ELEKTRONIKA I. (KAUEL11OLK)

PN átmenet kivitele. (B, Al, Ga, In) (P, As, Sb) A=anód, K=katód

Elektromos áramerősség

A töltéshordozók meghatározott irányú rendezett mozgását elektromos áramnak nevezzük. Az áram irányán a pozitív részecskék áramlási irányát értjük.

Elektronika 11. évfolyam

Gingl Zoltán, Szeged, szept. 1

VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK KÖZÉPSZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ

9. Az 1. ábrán látható feszültségosztó esetén AU = 0,08 és R1 = 4 kω. Számoljuk ki R2 értékét.

Laptop: a fekete doboz

Wien-hidas oszcillátor mérése (I. szint)

Térvezérlésű tranzisztor

I. Nyitó lineáris tartomány II. Nyitó exponenciális tartomány III. Záróirányú tartomány IV. Letörési tartomány

TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA

FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK II. Elektrotechnika 5. előadás

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

Integrált áramkörök/2. Rencz Márta Elektronikus Eszközök Tanszék

1. SI mértékegységrendszer

Jelgenerátorok ELEKTRONIKA_2

1. feladat R 1 = 2 W R 2 = 3 W R 3 = 5 W R t1 = 10 W R t2 = 20 W U 1 =200 V U 2 =150 V. Megoldás. R t1 R 3 R 1. R t2 R 2

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

X. ANALÓG JELEK ILLESZTÉSE DIGITÁLIS ESZKÖZÖKHÖZ

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

Az erősítés frekvenciafüggése: határfrekvenciák meghatározása ELEKTRONIKA_2

ANALÓG ÉS DIGITÁLIS TECHNIKA I

Mûveleti erõsítõk I.

1. ábra a három RC-tagból felépített fázistoló

IRODALOM. Elektronika

FÉLVEZETŐ ESZKÖZÖK I. Elektrotechnika 4. előadás

Elektronika II laboratórium 1. mérés: R L C négypólusok vizsgálata

UNIPOLÁRIS TRANZISZTOR

Egyenáram. Áramkörök jellemzése Fogyasztók és áramforrások kapcsolása Az áramvezetés típusai

Tranziens jelenségek rövid összefoglalás

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektronika II. 4. mérés. Szimmetrikus differencia erősítő mérése

Áramkörök számítása, szimulációja és mérése próbapaneleken

Elektronika Előadás. Analóg és kapcsolt kapacitású szűrők

Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba. Tihanyi Attila 2007 március 27

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Elektronika Előadás. Műveleti erősítők. Alapkapcsolások műveleti erősítővel.

A maximálisan lapos esetben a hurokerősítés Bode diagramjának elhelyezkedése Q * p így is írható:

Az N csatornás kiürítéses MOSFET jelleggörbéi.

A 2009-es vizsgákon szereplő elméleti kérdések

Elektromos áram, egyenáram

Elektronika Alapismeretek

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

Attól függően, hogy a tranzisztor munkapontját melyik karakterisztika szakaszon helyezzük el, működése kétféle lehet: lineáris és nemlineáris.

Földelt emitteres erősítő DC, AC analízise

FIZIKA II. Egyenáram. Dr. Seres István

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

ÁGAZATI SZAKMAI ÉRETTSÉGI VIZSGA VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI VIZSGA JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ A MINTAFELADATOKHOZ

MIKROELEKTRONIKA, VIEEA306

VILLAMOSIPAR ÉS ELEKTRONIKA ISMERETEK

Foglalkozási napló a 20 /20. tanévre

Analóg elektronika - laboratóriumi gyakorlatok

Bevezetés az elektronikába

Elektronika Előadás. Műveleti erősítők felépítése, ideális és valós jellemzői

1. ábra A visszacsatolt erősítők elvi rajza. Az 1. ábrán látható elvi rajz alapján a kövezkező összefüggések adódnak:

Hálózati egyenirányítók, feszültségsokszorozók Egyenirányító kapcsolások

ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK

ALAPFOGALMIKÉRDÉSEK VILLAMOSSÁGTANBÓL 1. EGYENÁRAM

Átírás:

Á E AZ AALÓG JELFELDLGZÁ FLYAMATÁBÁJA ÉZÉKELŐ EŐÍTŐ ZŰŐK MEGJELEÍTŐ elektromos jellé alakítja a mérendő biológiai jelet az elektromos jelet torzítatlanul felerősíti szűri az alacsony- és magas frekvenciájú zajokat vizuálisan megjeleníti a feldolgozott jelet V ELLEÁLLÁ É KDEZÁT VÁLTÓÁAMÚ KÖBE Frekvenciaátviteli karakterisztika: FELÜLÁTEEZTŐ ZŰŐ Lineáris frekvenciaátviteli karakterisztika: n (db) ÁVÁTEEZTŐ ZŰŐ ALLÁTEEZTŐ ZŰŐ 0 00 000 0000 0 Logaritmikus n (db) frekvenciaátviteli karakterisztika: f (Hz) A 0 nem ábrázolható! (0 a mínusz végtelenn van!) 0 00 000 0000 0000 0000 0000 lg lg lg 3 000 00 0 lg f (Hz) Azonos arányok, azonos távolságok oktávok dekád 0 f / f 0 zármaztatás: ellenállás feszültségosztóból: A feszültségosztó felső tagját kapacitású kondenzátorral helyettesítjük FELÜLÁTEEZTŐ ZŰŐ. (ALLVÁGÓ ZŰŐ, HGH A FLTE) Mivel a kondenzátor váltóáramú ellenállása: + Mivel a kondenzátor árama 90º-al siet a feszültségéhez képest, + π f X 90 π f t + X ( + X ) EEDŐ + X az összegzést vektoriálisan kell elvégezni: X a pontos átviteli függvény: π f 3 ( π f ) +. közelítés: π f ( π f ) + s frekvencián: Mivel: (π f ) << π f π f 0 + ( ) n (db) 0lg konst. + lg f Tehát a pontos átviteli függvény: FELÜLÁTEEZTŐ ZŰŐ. (ALLVÁGÓ ZŰŐ, HGH A FLTE) n(db) 0 frekvenciaátviteli karakterisztika meredekség: +0 db/dekád pozitív meredekségű (ferde) egyenes zérus meredekségű (vízszintes) egyenes lg f a töréspont helye a τ időállandótól függ. közelítés: nagy frekvencián : Mivel: (π f ) >> π f π f + 0 nagy frekvencián a kondenzátor rövidzárral helyettesíthető! ( ) ( ) rövidzár () 0 n(db) 0lg 4

zármaztatás: ellenállás feszültségosztóból: A feszültségosztó alsó tagját kapacitású kondenzátorral helyettesítjük ALLÁTEEZTŐ ZŰŐ. (FELÜLVÁGÓ ZŰŐ, LW A FLTE) + Mivel a kondenzátor árama 90º-al siet a feszültségéhez képest, π f π f Mivel a kondenzátor váltóáramú ellenállása: + 90 X t π f X X + + X ( X + ) EEDŐ X + az összegzést vektoriálisan kell elvégezni: a pontos átviteli függvény: 5 ( π f ) + n (db) 0lg ( π f ) s frekvencián: Mivel: (π f ) << n(db) 0 Tehát a pontos átviteli függvény:. közelítés: ( + ( 0) ) ALLÁTEEZTŐ ZŰŐ. (FELÜLVÁGÓ ZŰŐ, LW A FLTE) n(db) 0 zérus meredekségű (vízszintes) egyenes frekvenciaátviteli karakterisztika lg f meredekség: -0 db/dekád negatív meredekségű (ferde) egyenes s frekvencián a kondenzátor szakadással helyettesíthető! a töréspont helye a τ időállandótól függ nagy frekvencián : Mivel: (π f ) >> ( 0) + ( π f ) π f. közelítés: szakadás 6 n(db) konst. lg f Felüláteresztő szűrő (High ass filter) H ÁVÁTEEZTŐ ZŰŐ (bandpass filter) Aluláteresztő szűrő (Low ass filter) + L áváteresztő szűrő (Band ass filter) A HATÁFEKVEÁK LLEZTÉE A JEL FEKVEATATMÁYÁHZ sávszűrő átviteli sávja túl keskeny! JELVEZTEÉG!!! H L n(db) 0-3 Együttes frekvenciaátviteli karakterisztika: ÁVZÉLEÉG a High ass töréspont helye a τ H H H időállandótól függ lgf a Low ass töréspont helye a τ L L L időállandótól függ f L alsó (Low) határfrekvencia f H felső (High) határfrekvencia 7 8

A HATÁFEKVEÁK LLEZTÉE A JEL FEKVEATATMÁYÁHZ A HATÁFEKVEÁK LLEZTÉE A JEL FEKVEATATMÁYÁHZ sávszűrő átviteli sávja túl széles! MEGŐTT A ZAJ!!! sávszűrő átviteli sávja illesztett ptimális JEL / ZAJ viszony 9 0 Á E AZ AALÓG JELFELDLGZÁ FLYAMATÁBÁJA ÉZÉKELŐ EŐÍTŐ ZŰŐK MEGJELEÍTŐ elektromos jellé alakítja a mérendő biológiai jelet az elektromos jelet torzítatlanul felerősíti szűri az alacsony- és magas frekvenciájú zajokat vizuálisan megjeleníti a feldolgozott jelet V E ZGETELŐK, FÉLVEZETŐK, VEZETŐK Térli szerkezet: i, Ge: 4 vegyérték GYÉMÁTÁ

T (TZTA) FÉLVEZETŐK ZEYEZETT (ADALÉKLT) FÉLVEZETŐK. -TÍ EXTÉM AGY TZTAÁG (kb: 0 0 i, v. Ge, szennyező atom) HBÁTLA KTÁLYZEKEZET -típus pl: i, v. Ge + Arzén adalék As: 5 vegyérték, felesleges elektron (kb: 0 6 i, v. Ge As) abszolút nulla hőmérsékleten T 0K elektron kevés ELEKT szobahőmérsékleten T 90K abszolút nulla hőmérsékleten T 0K szabad elektronok ELEKT- VEZETÉ szobahőmérsékleten T 90K ugyanannyi ELEKTHÁY (LYK) ZTÍV TÖLTÉHDZÓ 3 D nívó (As) ugyanannyi helyhezkötött pozitív As ion 4 ZEYEZETT (ADALÉKLT) FÉLVEZETŐK. -TÍ -típus pl: i, v. Ge + ndium adalék (kb: 0 6 i, v. Ge n) n: 3 vegyérték, elektronhiány abszolút nulla hőmérsékleten T 0K szobahőmérsékleten T 90K ntrinsic i: T É ZEYEZETT FÉLVEZETŐK (szobahőmérsékleten, külső feszültséggel) smértékű elektronés lyukvezetés (vezetésiés vegyérték sáv) ugyanannyi helyhezkötött negatív n ion AKET nívó (n) szabad lyukak LYK- VEZETÉ -típusú i: -típusú i: jelentős ELEKTvezetés (vezetési sáv) jelentős LYKvezetés (vegyérték sáv) 5 6

- ÁTMEET (külső feszültség nélkül) - ÁTMEET (ún. záróirányú külső feszültséggel) még szétválasztva -típus diffúzió, rekombináció -típus KZÉLEEDETT KÜÍTETT ÉTEG em folyhat áram! az összeérintés pillanatában - ÁTMEET elektronok és lyukak diffúziója KÜÍTETT ÉTEG FÉMVEZETÉK - ÁTMEET FÉMVEZETÉK EGYEÚLY n, As ionok ellentétes irányú töltése (nincs töltéshordozó! ZGETELŐ!) 7 FÉM-FÉLVEZETŐ ÁTMEET FÉM-FÉLVEZETŐ ÁTMEET 8 - ÁTMEET (ún. nyitóirányú külső feszültséggel) - ÁTMEET MT EGYEÁYÍTÓ (DÓDA) ELKEKEYEDETT KÜÍTETT ÉTEG Még mindig nem folyhat áram! félvezető dióda - ÁTMEET < küszöb ELEGEDŐE AGY YTÓÁYÚ FEZÜLTÉGÉL A KÜÍTETT ÉTEG ELTŰK Ún. nyitóirányú áram folyik! A dióda rajzjele: + - vezet - + nem vezet > küszöb rekombináció Biológiai analógia: ZAZ lyukáram elektronáram 9 0

DÓDAKAAKTEZTKÁK (az ideális dióda) DÓDAKAAKTEZTKÁK (valóságos félvezető dióda) (A) EM FLYHAT ÁAM FLYHAT ÁAM 0 (V) Váltóáram egyenirányítása: + + + + - - szinuszjel egyenirányított szinuszjel 0,3 V 0,7 V Ennél a küszöbfeszültségnél fogy el a ürített réteg TÉVEZÉLÉŰ TAZZT. ( FET Field Effect Transistor ) TÉVEZÉLÉŰ TAZZT. ( FET Field Effect Transistor ) (nyelő) (nyelő) KÜÍTETT ÉTEG nagy áram KÜÍTETT ÉTEG s áram (kapu) (kapu) A vezető csatorna keresztmetszete, így ellenállása is a GATE feszültséggel változtatható (forrás) ρ s drain-source ellenállás: l A nagy 3 A vezető csatorna keresztmetszete, így ellenállása is a GATE feszültséggel változtatható (forrás) ρ nagy drain-source ellenállás: l A csi 4

TÉVEZÉLÉŰ TAZZT. ( FET Field Effect Transistor ) A FET ELLEÁLLÁA FEZÜLTÉGGEL VEZÉELHETŐ, EŐÍTŐKÉT HAZÁLHATÓ zimbóluma: Képe: D 5 mm G Más elven működő ún. rétegtranzisztorok: ajnálatosan minden eddig feltalált erősítő eszköz nemlineáris átviteli függvénnyel rendelkezik kollektor bázis Egyéb erősítő építőelemek: elektroncső emitter 5 tranzisztor integrált áramkör 6 () AZ ELEKTM EŐÍTŐ JELLEMZŐ EMLEÁ EŐÍTŐ torzított menőjel Erősítő az az áramkör, amelynél: > A TZÍTÁ ÖKKETÉE EGATÍV VZAATLÁAL. A + hő teljesítménytöbblet külső energiaforrásból származik. Teljesítményerősítés: Feszültségerősítés: k i A A Erősítésszint: (decil, db) n ( db) A teljesítmény egy része hővé alakul. 0lg n( db) 0lg 7 (ha ) E G A T Í V V Z A A T L Á 3. majd vonjuk a menőjelből. visszacsatoljuk EMLEÁ EŐÍTŐ visszacsatoló hurok VZA- ATLÓ ÁAMKÖ. a menőjel egy részét torzítatlan menőjel 8

A TZÍTÁ ÖKKETÉE EGATÍV VZAATLÁAL. HA A HKEŐÍTÉ ELÉG AGY, A EGATÍVA VZAATLT EŐÍTŐ EŐÍTÉÉT (A ) A VZAATLÓ ÁAMKÖ EŐÍTÉE (β ) HATÁZZA MEG. β konst. + Feszültségosztó mint HA A VZAATLÓ ÁAMKÖ LEÁ (L. ELLEÁLLÁ FEZÜLTÉGZTÓ), A VZAATLT EŐÍTŐ LEÁ LEZ. A β ( β) A ha a hurokerősítés elég nagy: A β >> A' A + A β A' β 9 A EGATÍVA VZAATLT EŐÍTŐ TLAJDÁGA: + + + - AGYBB TABLTÁ (az A változásával, vagy a meneten ható külső zavarokkal szemn) TZÍTATLA JELÁTVTEL ZÉLEEBB ÁTVTEL ÁV KEBB EEDŐ EŐÍTÉ (A ) több negatívan visszacsatolt erősítő sorbakapcsolása (pl.: A A A 3 ) 30 EGATÍV VZAATLÁ AZ ÉLŐ ZEVEZETBE (HMEZTÁZ) ZABÁLYZÁK: DFFEEÁLEŐÍTŐ (BLÓGA EŐÍTŐ) Testhőmérséklet Vércukorszint Vérnyomás Hormonszint menőjel erősítő LLAEFLEX A LLA ÁTMÉŐJÉEK AGY ZABÁLYZÁA külső zavar 0V ( ) ( ) A' menőjel a szem jutó fény állandó intenzitású lesz 3 3

EKG EŐÍTŐ (a hálózati 50 Hz-es zaj elnyomása) ÉTÉVÉDELM ZEMTK AZ EKG EŐÍTŐBE pl. 3mV áramjárta vezeték a falban 30V 50 Hz pl. 3V 50 Hz-es zaj 40 mm 50 Hz-es zaj 500 V átütési szilárdság A HÁLÓZAT 50 Hz-es ZAJ MDKÉT (+,-) BEMEETE EGYFMÁ HAT, É MT KÖZÖ MÓDÚ JEL KEK 33 34 Á E AZ AALÓG JELFELDLGZÁ FLYAMATÁBÁJA ÉZÉKELŐ EŐÍTŐ ZŰŐK MEGJELEÍTŐ elektromos jellé alakítja a mérendő biológiai jelet az elektromos jelet torzítatlanul felerősíti szűri az alacsony- és magas frekvenciájú zajokat vizuálisan megjeleníti a feldolgozott jelet V keresztezett irányú polarizátorok LD (Liquid rystal Display) MEGJELEÍTŐK. A fény polarizációs síkja elcsavarodik A fény léphet (folyadékkristályos jelző) VLÁG ELLA az elemi cella (XEL) 35 36

LD (Liquid rystal Display) MEGJELEÍTŐK. (folyadékkristályos jelző) az elemi cella (XEL) LD MEGJELEÍTŐK. a színes pixel (GB) ZÍDAGAM az emri szem érzékenysége keresztezett irányú polarizátorok ed Green Blue G B A fény polarizációs síkja elcsavarodik A fény léphet VLÁG ELLA ÖTÉT ELLA A fény polarizációs Az GB színek síkja nem tud súlyozott összeadásával elcsavarodni az összes szín előállítható A fény nem léphet 37 38 LD MEGJELEÍTŐK. (a mátrix áramkör) LD MEGJELEÍTŐK V. (Monitor, TV) a képernyő részlete 39 40