Elektronicke systemy

Vseobecne vlastnosti spatnej vazby

• VI - vstupna velicina

• VO - vystupna velicina

• VF - spatna vazba

• A - priamy zisk zosilnovaca

• β - cinitel spatnej vazby

A:

• bezrozmerne (VI , VO - napatia alebo prudy)

• prenosova impedancia (VO - napatie, VI - prud)

• prenosova admitancia (VO - prud, VI -napatie)

VOVI

=A

1 + βA=A

F= ACL

limA→∞

ACL =1

β

Zakladne typy spatnej vazby

1. Vstup

(a) seriova

(b) paralelna

2. Vystup

(a) napatova

(b) prudova

Napatova seriova

- napatovy zosilnovac

∆UO

∆UI= AUCL =

AU

1 + βUAU=AU

FU

ZICL =∆UI

∆II=

∆UDFU

∆ID= ZI .FU

ZOCL =∆UO

∆IO=

∆UIAUCL

∆UFAU

ZO

=ZO

FU

Prudova paralelna

-prudovy zosilnovac

∆IO∆II

= AICL =AI

1 + βIAI=AI

FI

ZICL =∆UI

∆II=

∆IDZI

∆IDFI=ZI

FI

ZOCL =∆UO

∆IO=

∆IIAIZO

∆IIAICL= ZOFI

Napatova paralelna

- prevodnik I -> U

∆UO

∆II= ZTCL =

ZT

1 + βZZT=ZT

FZ

ZICL =ZI

FZ

ZOCL =ZO

FZ

Prudova seriova

- prevodnik U -> I

GTCL =∆IO∆UI

=GT

1 + βGGT=GT

FG

ZICL = ZI .FG

ZOCL = ZO.FG

Dynamicka stabilita

- cinitel spatnej vazby je frekvencne zavisli, priamy zisk

βA(s) =βA

(τ1s+ 1).(τ2s+ 1)

- dominantny pol

τ1 � τ2

Hladame priesecnik otvorenej slusky s osou 0dB ⇒βA = 1. V tomto bode vo fazovo frekvencnej charak-teristike ziskame rezervy vo faze ΦM = 45o

1

Linearne aplikacie op. zosilnovacov - VFA

1. Invertujuci

- RF ||RG aby v obydvoch vstupoch bol z hladiskajednosmerneho prudu rovnaky odpor

UO = −RF

RG.UI

Ci ≥1

2πRGfD

2. Neinvertujuci

UO =

(1 +

RF

RG

).UI

CI ≥ 1

2πfDRF

CF ≤ 1

2πRGfD

3. Diferencny zosilnovac

Uo = (U1 − U2)RF

RG

4. Pristrojovy O.Z.

I =UD

RG

U′

D = I(RG + 2R)

U′

D = UD(1 +2R

RG)

2

Linearne aplikacia VFA

1. Sumator

UO = −RF

n∑i=1

Ui

Ri

2. Vytvorenie strednej hodnoty

UO = UP

(1 +

RF

RG

)UO =

1

n

n∑i=1

Ui

(1 +

RF

RG

)

3. Integrator

UO(t) = − 1

RC

ˆ t

0

Ui(t)dt+ UC(0)

TI = RC

4. Derivator

UO(t) = −RC dUi

dt

fo- frekvencia, ktoru treba potlacit

TD = RC

Uo(s) =TDs

RCCs+ 1

Rc =1

2πfoC

Regulatory

1. PI

A(s) = −R1

R(1 +

1

R1Cs) = −K

(1 +

1

TIs

)

2. PD

3

A(s) = −R1 +R2

R. (1 + TDs)

TD =R1R2

R1 +R2C

3. PID

A(s) = −R1 +R2

R

(1 +

R1R2

R1 +R2C2s+

1

(R1 +R2)C1s

)

Komparatory

1. invertujuci

Uo = |Uos|sgn(Uref − UI)

2. neinvertujuci

Uo = |Uos|sgn(UI − Uref )

3. invertujuci s hysterezou

F = 1− βAUD

β =R2

R1 +R2

UH = (UOH − UOL)R2

R1 +R2

UIL = UREF .R1

R1 +R2+ UOL

R2

R1 +R2

UIH = UREFR1

R1 +R2+ UOH

R2

R1 +R2

UOH − +napajanie

UOL − −napajanie

4. neinvertujuci s hysterezou

UH = (UOH − UOL)R1

R2

UIL = UREF

(1 +

R1

R2

)− UOH

R1

R2

UIH = UREF

(1 +

R1

R2

)− UOL

R1

R2

Nelinearne aplikacie

1. Ochrana proti velkym UD

4

2. Porovnanie prudov

UI = −UREFR1

R2

3. Detektor nulovej urovne

4. PWM

5. Okienkovy diskriminator

6. Astabilny multivibrator

ti = τ lnUOS − (UH/2)

UOS − (UH/2)

tm = τ lnUOS + (UH/2)

UOS − (UH/2)

7. Idealna dioda

UO =AUD

1 +AUD(UI −

UFD

AUD)

8. Presne obmedzovace

Ui > Uref Uo = Uref

Ui < Uref Uo = Ui

9. Jednocestny linearny usmernovac

Ui > 0 Uo = 0

Ui < 0 Uo = −UiR1

R2

5

10. Prevodnik na absolutnu hodnotu (dvojcestny us-mernovac)

Ui > 0 Uo = Ui

Ui < 0 Uo = −Ui

11. Detektor vrcholovej hodnoty

\

Ui > Uo Uo = Ui

Ui < Uo Uo = Uc

6