Ivan Marinković

1

ELEKTRONIČKI SKLOPOVI

pitanja i odgovori za 3. kontrolnu zadaću

1. Što su to pojačala? Nacrtaj shemu.

- elektronički sklopovi za pojačavanje el. signala

- vremenski promjenjivi napon i struje – el. signal

2. Što je potrebno provesti za ispravan rad pojačala?

- za rad pojačala zaslužne su aktivne komponente, a to su bipolarni i unipolarni tranzistori, za ispravan rad pojačala

potrebno je provesti statičku i dinamičku analizu

3. Što je pojačanje pojačala? Čemu je jednako pojačanje snage; napona; struje?

- pojačanje pojačala su omjeri istovrsnih izlaznih i ulaznih veličina i iskazuju se čistim brojem

𝐴𝑃 =𝑃𝑖

𝑃𝑢, 𝐴𝑢 =

𝑈𝑖

𝑈𝑢, 𝐴𝑖 =

𝐼𝑖

𝐼𝑢

4. Skiciraj i objasni amplitudnu fekvencijsku karakteristiku.

- gornja i donja granična f pojačala - one f. na kojima je pojačanje smanjeno za √2 od referentnog pojačanja

- interval f. između graničnih frekvencija zove se širina frekvencijskog pojasa ili propusni opseg pojačala

- sve komponente ulaznog signala izvan propusnog opsega pojavljuju se na izlazu, što se naziva frekvencijskim

izobličenjem

Mario Lamešić, mag.el.

Adrian Bijelić

Ožujak 2013.

Ivan Marinković

2

5. Skiciraj i objasni DS s NPN TZ-om.

- ulazna struja baze DS je struja baze prvog TZ

- ukupna kolektorska struja jednaka je zbroju pojedinačnih kolektorskih struja

6. Skiciraj i objasni DS s PNP TZ-om.

Ivan Marinković

3

7. Što je diferencionalno pojačalo?

- izravno vezano ili istosmjerno pojačalo koje pojačava razliku dvaju signala

8. Što su pojačala snage i koje klase postoje?

- pojačala snage trebaju trošilu dati što veću snagu uz što manja izobličenja i što veći stupanj djelotvornosti

- postoje klasa A, klasa B, klasa AB, klasa C, klasa D i klasa E

9. Prikaži položaj statičke radne točke prema klasi pojačala snage. Čemu je jednak stupanj djelotvornosti?

𝔶 =𝑃𝑇

𝑃𝐶𝐶

Ivan Marinković

4

10. Objasni pojačala snage klase A.

- kolektorska struja teče tokom cijelog perioda ulaznog napona, a statička radna točka postavlja se u normalno

aktivno područje

- karakteristike pojačala snage klase A:

• statička radna točka postavlja se na sredini dinamičkog radnog pravca u normalnom aktivnom području,

a na rubu krivulje max. discipacije snage

• kolektorska struja teče za vrijeme cijelog perioda ulaznog signala

• mali stupanj djelotvornosti (< 50%)

• discipacija snage na TZ najveća je bez prisutnosti izmjeničnog signala

• TZ treba imati dva puta veću max. snagu od max. snage trošila

• mala nelinearna izobličenja

11. Objasni pojačala snage klase B.

- kod pojačala snage klase B kolektorska struja teče tijekom jednog poluperioda, a statička radna točka se postavlja

na rubu normalnog aktivnog područja i područja zapiranja

- karakteristike pojačala snage klase B:

• statička radna točka postavlja se na rub normalnog aktivnog područja i zapiranja

• struja kolektora pojedinog TZ teče samo za vrijeme jednog poluvalnog ulaznog signala

• veliki stupanj djelotvornosti (< 70,5%)

• nema discipacije TZ bez prisutnosti izmjeničnog signala

• izobličenje nastaje pri prolazu izlaznog signala kroz nulu

12. Objasni pojačala snage klase AB.

- radna točka se postavlja u normalno aktivno područje u blizini područja zapiranja

- tako u statičkim uvjetima teče mala kolektorska struja, a u dinamičkim uvjetima struja kolektora duža je od perioda

Ivan Marinković

5

- karakteristike pojačala snage klase AB:

• statička radna točka postavlja se u normalnom aktivnom području

• velik stupanj djelotvornosti, ali malo manji nego u klasi B

• mala snaga siscipacija na TZ bez prisutnosti izmjeničnog signala

• smanjuju se izobličenja pri prolazu izlaznog signala kroz nulu

13. Objasni pojačala snage klase C.

- karakteristika pojačala snage klase C je ta da kolektorska struja teče u jednom dijelu poluperioda ulaznog napona, a

statička radna točka postavlja se u područje zapiranja

- pojačalo snage klase C pojačava signal samo jedne frekvencije pa se naziva relativno pojačalo

- karakteristike pojačala snage klase C:

• statička radna točka postavlja se u području zapiranja

• struja kolektora TZ teče manje od jedne poluperioda

• veliki stupanj djelotvornosti od 90% do 98%

• ima veliko izobličenje izlaznog signala

14. Što je operacijsko pojačalo? Nacrtaj simbol.

- istosmjerno pojačalo koje ima veliko naponsko pojačanje s dva ulaza i jednim izlazom

15. Navedi svojstva idealnog operacijskog pojačala.

IDEALNO stvarno

naponsko pojačanje ∞ 104 – 106

ulazni otpor ∞ 1MΩ i više

izlazni otpor 0 100Ω i manje

Ivan Marinković

6

16. Invertirajuće operacijsko pojačalo – što je, skica.

- napon koji se pojačava dovodi se na invertirajući ulaz

- izlazni napon je pojačan i invertiran u odnosu na ulazni napon

- karakteristike invertirajućeg operacijskog pojačala:

• Naponsko pojačanje ovisi samo o otporima priključenim izvana

• Izlazni otpor je u protu fazi s ulaznim naponom

• Ulazni otpor jednak je izvana priključenom otporu R1

• Izlazni otpor jednak je praktični 0

• Donja granica frekvencije je 0 Hz

17. Neinvertirajuće operacijsko pojačalo – što je, skica.

- napon koji se povećava odnosi se na neinvertirajući ulaz

- izlazni napon je pojačan i u fazi s ulaznim naponom

- karakteristike neinvertirajućeg pojačala:

• Naponsko pojačanje ovisi samo o otporima prikupljenim iz vana

• Izlazni i ulazni naponi su u fazi

• Ulazni napon je beskonačan

• Izlazni napon je praktički jednak 0

Ivan Marinković

7

18. Što su oscilatori? Kakvi mogu biti?

- elektronički sklopovi koji na svom izlazu daju električne signale raznih oblika

- prema obliku izlaznog napona oscilatori mogu biti:

-> harmonijski -> relaksacijski

- harmonijski oscilatori na svom izlazu daju sinusni napon

- relaksacijski oscilatori na svom izlazu daju pravokutni, trokutasti ili neki drugi oblik napona

Model pozitivne povratne veze

∑ ≠ 0𝑖𝑧

𝐴0 =𝑥𝑖𝑧

𝑥𝑎

𝑥𝑢𝑙 = 𝑥𝑎

- kod pozitivne povratne veze vraćeni signal u fazi je s ulaznim signalom, pa izaziva povećanje ulaznog signala, a

time i povećanje pojačala, pa nastaju oscilacije:

𝐴𝑝𝑣 =𝑥𝑖𝑧

𝑥𝑢𝑙

𝐴 =𝐴0

1 + 𝛽𝐴0=

𝐴0

𝐹𝐴0

- F - faktor povratne struje

- uvjet osciliranja prema Barkhausenovom kriteriju glasi:

-> signal koji se s izlaza na ulaz vrača preko β grane mora biti iste amplitude i faze kao ulazni signal A grane

- oscilatore možemo podijeliti u dvije osnovne skupine:

-> RC oscilatori -> LC oscilatori

19. Što su RC oscilatori? Nacrtaj skicu i formulu.

- oscilatori kod kojih je pozitivna povratna veza ostvarena pomoću više RC mreža

- fazni pomak u povratnoj grani ostvaruju se tako da svaki RC član izaziva fazni pomak za približno -60°

- ukupno zakretanje faze zajedno s faznim pomakom koje daje pojačalo je 0° i time je ostvarena pozitivna

povratna veza i ispunjen je uvjet za osciliranje frekvencija na kojoj je taj uvjet ispunjen je frekvencija osciliranja

tj. frekvencija izlaznog napona oscilatora

- rezonantna frekvencija ovog oscilatora računa se prema izrazu

𝑓 =√6

2𝜋𝑅𝐶

Ivan Marinković

8

RC oscilatori s faznim pomakom unaprijed

RC oscilatori s faznim pomakom unazad

- za oscilator prikazan na slici ostvaren je fazni pomak unazad, a frekvencija izlaznog napona računa se prema

izrazu:

𝑓 =1

2𝜋𝑅𝐶√6

- oscilacije RC oscilatora nastaju na frekvenciji koju trostruka RC mreža unosi fazni pomak od 180°

Ivan Marinković

9

20. Što su LC oscilatori? Nacrtaj skicu i formulu.

- oscilatori kod kojih je povratna veza ostvarena pomoću LC mreže nazivaju

- frekvencija oscilatora određena je rezonantnom frekvencijom titrajnog kruga i računa se prema izrazu:

𝑓 =1

2𝜋√𝐿𝐶

koplitzov oscilator

Hartleyjev oscilator

Ivan Marinković

10

𝐿 = 𝐿1 + 𝐿2 + 𝑀

M - međuinduktivitet

- uvjet oscilacije određen je izrazom:

𝛽 =𝐿1 + 𝑀

𝐿2 + 𝑀

- oscilacije LC oscilatora nastaju na frekvenciji na kojoj LC titrajni krug unosi fazni pomak od 180°

21. Što je kvarcni oscilator? Nacrtaj simbol i skicu.

- kad se kristal kvarca pobudi na titranje u nekom oscilatoru, on djeluje kao titrajni krug

22. Što su stabilizatori napona? Nacrtaj blokovsku shemu.

- ili još stabilizirani izvor napona, mora osigurati stalan napon koji se neće mijenjati promjenom ulaznog napona,

promjenom otpora trošila, a ni po promjeni temperature

- definira se naponski faktor stabilizacije Si i temperaturni koeficijent St

𝑆𝑢 =∆𝑈𝑖𝑧

∆𝑈𝑢𝑙 ∆𝐼𝑖𝑧 = 0, ∆𝑇 = 0

𝑆𝑖 =∆𝑈𝑖𝑧

∆𝐼𝑖𝑧 ∆𝑈𝑢𝑙 = 0, ∆𝑇 = 0

𝑆𝑡 =∆𝑈𝑖𝑧

∆𝑇 ∆𝑈𝑢𝑙 = 0, ∆𝐼𝑖𝑧 = 0

Ivan Marinković

11

23. Serijski TZ stabilizatori napona.

- kod ovog stabilizatora napona komponenta za stabilizaciju i trošilo spojeni su serijski

- napokon na komponenti za stabilizaciju jednak je razlici ulaznog nestabliziranog napona i stabiliziranog napona na

trošilu

- TZ preuzima na sebe promjene ulaznog napona i promjene opterećenja na izlazu pri čemu je izlazni napon stabilan

24. Integrirani stabilizatori stalnog napona s 3 izvoda.

- daju na svom izlazu stalan napon određene vrijednosti

Ivan Marinković

12

25. Integrirani stabilizatori opće namjene.

- ostvarene su tako da zbog svoje univerzalnosti mogu poslužiti za ostvarivanje različitih izvedbi stabiliziranih izvora

napona