lec02 electronic

ЭЛЕКТРОНИКИЙН ҮНДЭС

Лекц 2

МУИС-ийн профессор Э.Дамдинсүрэн

МУИС, МТС Электроникийн үндэс 2

2. Шугаман хэлхээ

2.1. Резистор

2.2. Конденсатор

2.3. Шугаман RC хэлхээ– Дифференциалчлагч хэлхээ

– Интегралчлагч хэлхээ

2.4. Хүчдэл хуваагч

2.5. Шүүлтүүр– Нарийн зурвасын шүүлтүүр

2.6. Вин-Робинсоны гүүр

2.7. Давхар Т маягийн гүүр

2.8. Индукцын ороомог

2.9. RL хэлхээ


2.1. РезисторРезистор бол электрон төхөөрөмжийн хамгийн түгээмэл элемент

Резисторыг хэрэглэхийн учир нь хэлхээний Iгүйдлийг тогтоосон хэмжээнд бууруулах эсвэл хүссэн хэмжээний IR хүчдэлийн уналтыг үүсгэх

Резисторын эсэргүүцэл, гүйдэл, хүчдэл V=IR

Резистор тогтмол ба хувьсах гүйдэлд адилхан үйлчилдэг онцлогтой

Резисторын үндсэн 2 үзүүлэлт– Түүний эсэргүүцэл R, Ом. Омын хагасаас хэдэн МОм

– Түүн дээр ялгарах чадал, Вт. Хэдэн зуугаас ваттын хувь

Резистор – элементийн нэр, эсэргүүцэл - түүний параметр

Резисторыг омметрээр шалгах тухай


Резисторын төрөл, хэрэглээҮйлдвэрлэдэг гол 2 арга: утсан ба нүүрсэн

Утсан резисторыг сарних чадал 5 Вт -аас их тохиолдолд хэрэглэнэ. Бас нарийвчлал өндөр

2 Вт -аас бага үед нүүрсэнг хэрэглэх нь зохистой. Учир нь хэмжээ бага, үнэ хямд

Электрон төхөөрөмжинд 1 Вт -аас бага чадалтай нүүрсэн резистор хамгийн өргөн хэрэглэгддэг

Резистор овор багатай учир эсэргүүцлийн хэмжээг өнгөт кодоор үзүүлдэг. Үүнийг мэдэж авах

Эсэргүүцлийн допуск (tolerance). Тэмдэглэх арга

Ж нь: 2000 Ом 10% бол 1800 Ом – 2200 Ом

Иймд зөвхөн тодорхой эсэргүүцэл бүхий цөөн тоотой резисторыг үйлдвэрлэдэг

Эсэргүүцлийг цуваа ба зэрэгцээ холбох


Реостат, потенциометрХувьсах резисторууд

Утсан болон нүүрсэн байна

Эдгээрийн хийцтэй танилцах

Эсэргүүцлийн хайрцаг: 10-тын эсэргүүцэл

Реостат нь 2 шонтой, ачаалалтай цуваа холбодог, чадал ихтэй

Гол үүрэг-гүйдлийг өөрчлөх

Потенциометр 3 шонтой

Захын 2 шонг хүчдэлийн үүсгүүртэй холбоно

Дунд шонгоос багассан хүчдэлийг авна

Бага чадалд потенциометрийг реостатаар ашиглаж болно

A

V

R

R1

V

V

R0-V


Резисторыг сонгон авахРезисторыг 2 үзүүлэлтээр

сонгоно

Нэг нь эсэргүүцлийн

хэмжээ, R

Нөгөө нь чадлын утга P

Жишээ: Зурагт үзүүлсэн

хэлхээний үүсгүүр 100 В

байхад гүйдлийг 0.1 А

байлгах R2-ийг сонгоѐ

Хэлхээний нийт эсэргүүцэл

R=R1+R2

Үүний хэмжээ

R2-ийн хэмжээ

R2=R-R1=1000-900=100 Ом

R2 дээр сарних чадал

P=(0.1 A)2100 Ом = 1 Вт

Гэвч 2 Вт резистор авбал

аюулгүй байдлын үүднээс

тохиромжтой байх болно

Багтах зай байваас үүнээс

ч их чадлынхыг авч болно

R2100 В

VR1=900 Ом

I=0.1 A

V 100 ВR 1000 Ом

I 0.1 А


2.2. КонденсаторКонденсатор бол энерги хуримтлуулдаг идэвхигүй

элемент

Электроникт олон зориулалтаар хэрэглэнэ

Конденсатор тусгаарлагчаар зааглагдсан 2

дамжуулагчаас тогтоно

Гол үзүүлэлт нь багтаамж С, Фарад, Ф

v хүчдэлийн үүсгүүртэй холбоход q цэнэг

хуримтлана: q=Cv

Хавтгай конденсаторын багтаамж

e – диэлектрик нэвтрүүлэх чадвар

Нэвт цохигдох хүчлэг, В/м

0

AC

dee


Конденсаторын төрлүүдКонденсаторыг диэлектрикээр нь нэрлэнэ

– Агаар, цаас, гялтгануур, керамик, электролит ...

Багтаамжийн утга (пФ-аас мкФ), tolerance

Өнгөт кодыг бас хэрэглэнэ

Электролит конденсаторын онцлог

Хувьсах конденсатор, хэрэглээ

Ажлын хүчдэл

Конденсаторыг сонгон авах:

– Багтаамж C, ажлын хүчдэл V

Зэрэгцээ, цуваа холбох

Конденсаторыг шалгах (омметрээр)


Багтаамжийн эсэргүүцэлКонденсаторт хувьсах хүчдэл өгвөл тэр цэнэглэгдэж хэлхээгээр гүйдэл гүйнэ

Үнэндээ диэлектрикээр ямар ч гүйдэл гүйх боломжгүй

Хэлхээгээр гүйх гүйдлийн хэмжээ багтаамжийн сөргүүцэл (capacitive reactance)-ээс хамаарна

Энэ сөргүүцлийн хэмжээ , Ом

Эндээс хэрэв f=0 бол XC= ,

Конденсатораар тогтмол гүйдэл гүйхгүй

Иймд конденсаторыг тогтмол, хувьсах гүйдлийг ялган салгахад хэрэглэнэ

Конденсатор бас хувьсах дохионы фазыг өөрчлөх үйлчилгээтэй

Эдгээр чанарыг электроникт өргөн хэрэглэнэ

C

1 1X

C 2 fC


2.3. Шугаман RC хэлхээ

Идеаль RC хэлхээ

Конденсатор цэнэглэгдэх

Конденсатор цэнэгээ алдах

Хэлхээний хугацааны тогтмол

Дифференциалчлагч хэлхээ

Интегралчлагч хэлхээ

RC хэлхээний шилжилтийн ба давтамжийн тодорхойлолт

Импульсийн хэлбэрийн үнэлгээ

Бодит RC хэлхээ


Идеаль RC хэлхээ

R ба C цуваа холбогдсон хэлхээг үзье

Гаралтын хүчдэлийг R,C алинаас ч авч болно

Идеаль хэлхээ (хортой багтаамж, үүсгүүрийн эсэргүүцэл тооцоогүй)-ийг үзнэ

Хэлхээнд Vm далайцтай, ti урттай тэгш өнцөгт импульс өгч хугацааны аргаар судлая

Хэлхээнд явах физик процесс: оролтонд импульс үйлчилж байхад конденсатор цэнэглэгдэх, энэ дууссаны дараа цэнэгээ алдах юм

vC

vRR

C

vi

ic

id


Конденсатор цэнэглэгдэх

Хугацааны ямар ч агшинд КХХ-иар

vi =vC+vR

vR=icR, ic=CdvC/dt, vi=Vm учир

Үүнийг t=0, vC=0 анхны нөхцөлд бодоход

t =RC, цэнэглэгдэх хугацааны тогтмол

R дээрх хүчдэл

Конденсатор болон резистор дээрх хүчдэл экспоненциал хуулиар өөрчлөгдөг ажээ

CC m

dvv RC V

dt

t

C mv V ( 1 e )t

t

R i C mv v v V e t

ic

vC

vRR

C

vi

id


Хугацааны тогтмол

Хэрэв t=t гэвэл

Хэлхээний хугацааны тогтмолтой тэнцүү хугацаанд коденсатор дээрх хүчдэл хамгийн их утгынхаа 2/3 орчимд хүрнэ

Харин резистор дээрх хүчдэл 1/3 орчимд хүрнэ

Үүнд t-ийн физик утга оршино

Ерөөс (3…5)t хугацаанд конденсатор үндсэндээ бүрэн цэнэглэгддэг гэж үздэг

m mC t

mR t

1v V (1 ) 0.63V

2,7

v 0.37V

t

t


Шилжилтийн тодорхойлолт

Конденсатор хир цэнэглэгдэх нь t ба ti-ийн

харьцаагаар тодорхойлогдно

t<<ti, tti, t>>ti гэсэн

3 тохиолдол байна

Эдгээрт шилжилтийн

тодорхойлолтыг үзье

Оролтын тэгш өнцөгт

импульс: Vm, ti

1. t<<ti,

2. tti,

3. t>>ti

vi

Vm

vC

0.63Vm

vR

0.37Vm

Vm

ti

Vm

t

t

t

t

t


Конденсатор цэнэгээ алдах

Оролтын импульс төгсмөгц цэнэг алдалт эхлэнэ

Цэнэг алдалтын хугацааны тогтмол t=RC

Цэнэг алдалтын тэгшитгэл

Цэнэг алдалтын гүйдэл бөгөөд

цэнэгжилтийн ic гүйдлийн эсрэг чиглэлтэй

Дээрх тэгшитгэлийн шийд t=0, vC=Vc0 үед

vC+vR=0 гэдгээс резистор дээрх хүчдэл

C ба R дээрх хүчдэл хэмжээ тэнцүү, тэмдэг эсрэг

CC

dvv RC 0

dt

d Ci Cdv / dt

t

C COv V e t

t

R C C0v v V e t


Шилжилтийн тодорхойлолт

1. t << ti

2. t ti

3. t >> ti

vi

Vm

vC

0.63Vm

vR

0.37Vm

Vm

ti

Vm

t

t

t

t

t Одоо тус

бүрийг

нарийн

үзье


t << ti байх тохиолдол

Гаралтыг R дээрээс авбал

гаралтын хүчдэл оролтын

хүчдэлийн дифференциалтай пропорциональ. Энэ бол дифференциалчлагч хэлхээ

Харин конденсатор дээрх хүчдэл яах вэ?

R дээрх хүчдэл

vR=icR

Мөн

Иймд

t<<ti бол vi>>vR тул

vC

vR

t

t C i Rc

dv d( v v )i C C

dt dt

i RR

d( v v )v RC

dt

iR

dvv RC

dt


t >> ti байх тохиолдол

Энэ үед iC=iR=I гэвэл

Мөн

учир

vC<<vi байх тул

Энэ бол интегралчлагч хэлхээ

Харин гаралтыг R дээрээс авбал нэвтрүүлэх хэлхээ

Энэ хэлхээ электроникт маш өргөн хэрэглэгддэг. Учир нь?

vC

vR

t

t

C

1v idt

C

i CRv vv

iR R

C i C

1v ( v v )dt

RC

C i

1v v dt

RC


Дифференциалчлах хэлхээ

Нэвтрүүлэх коэффициент

Модуль

Фаз

Дээд давтамжийн шүүлтүүр гэнэ

Нэвтрүүлэх доод хилийг олох

Эндээс

l =1/RC

Энэ давтамж дээр фаз 45o

o R R

i C R C R

v iz z RA

v i( z z ) z z R 1/ j C

C

R

i

vi vo

2A 1/ 1 (1 / RC )

arctg(1 / RC )

2

1 1A

2 1 (1 / RC )

A0

10.7

l

90o

45o

l


Интегралчлах хэлхээНэвтрүүлэх коэффициент

Модуль

Фаз

Доод давтамжийн шүүлтүүр гэнэ

Давтамжийн дээд хил

Энэ давтамж дээр фаз 45о

RC хэлхээний шилжилтийн ба давтамжийн тодорхойлолт нягт уялдаатай

C

R

vi vo

A0

0.707

h

-45o

h

1

-90o

0

C

R C

z 1/ j C 1A

z z R 1/ j C 1 j RC

2A 1/ 1 ( RC )

arctg( RC )

h 1 / RC


Импульсийн хэлбэрДифр. хэлхээнд оройн

бууралт D

Интегр. хэлхээнд

фронтын урт tf

vR

Vm D

0 ti t

i i

R R i

m m m

v (0 ) v ( )

V V e V (1 e )t t

t t

D t

m% / V 100%D D

vC

10.9

0.10 ttf

90

10

t

m m

t

m m

0.9V V (1 e )

0.1V V (1 e )

t

t

f 90 10t t ln9 2.2t t t


Бодит RC хэлхээ

Ri - импульсийн

үүсгүүрийн дотоод

эсэргүүцэл

CL – ачааллын

багтаамж

Энэ хэлхээ хоѐр

янзын RC хэлхээнээс

тогтоно

RC – үндсэн хэлхээ

RiCL хэлхээ

интегралчлагч

Импульсийн фронт

сунана

Эцсийн дүнд хэлбэр

гажна

Ri

R

C

CL

lec02 electronic

Documents

63vmvr0

tolerance

37vmvmtivmttttt