IE1206 Inbyggd Elektronik

Transkript

1 E06 nbyggd Elektronik F F3 F4 F Ö Ö P-block Dokumentation, Seriecom Pulsgivare,,, P, serie och parallell KK AB Pulsgivare, Menyprogram Start för programmeringsgruppuppgift Kirchhoffs lagar Nodanalys Tvåpolsatsen AD F5 Ö3 KK AB Tvåpol, AD, Komparator/Schmitt F6 F8 Ö6 F3 Ö4 Ö5 F0 F7 F9 F F Ö7 redovisning tentamen KK3 AB3 Transienter PWM Visare PWM P KAP/ND-sensor KK4 AB4 Step-up, -oscillator -osc, D-motor, P PWM P-filter Trafo Gästföreläsning edovisning av programmeringsgruppuppgift Trafo, Ethernetkontakten

2 Phasor - vektor π f X X Z

3 Komplexa visare, -metoden X X Komplexa visare. OHM s lag för och. Komplexa visare. OHM s lag för Z. ] e[ ] m[ arctan arg( Z Z Z Z Z ϕ f π

4

5 för halva spänningen (.3 är en sinusformad växelspänning med vinkelfrekvensen. Bestäm produkten. (ngen ström tas ut vid.

6 för halva spänningen (.3 är en sinusformad växelspänning med vinkelfrekvensen. Bestäm produkten. (ngen ström tas ut vid.

7 för halva spänningen (.3 är en sinusformad växelspänning med vinkelfrekvensen. Bestäm produkten. (ngen ström tas ut vid. ( (

8 för halva spänningen (.3 är en sinusformad växelspänning med vinkelfrekvensen. Bestäm produkten. (ngen ström tas ut vid. ( ( ( (

9 för halva spänningen (.3 är en sinusformad växelspänning med vinkelfrekvensen. Bestäm produkten. (ngen ström tas ut vid. ( ( ( ( 5 0 ( (

10 för halva spänningen (.3 är en sinusformad växelspänning med vinkelfrekvensen. Bestäm produkten. (ngen ström tas ut vid. ( ( ( ( 5 0 ( ( 3 3 4

11

12 äkna sälv... (. Ställ upp det komplexa uttrycket för strömmen uttryckt i. åt vara riktfas, dvs. reell. Svara med ett uttryck på formen ab.

13 äkna sälv... (. Ställ upp det komplexa uttrycket för strömmen uttryckt i. åt vara riktfas, dvs. reell. Svara med ett uttryck på formen ab.

14

15 Jämför serie eller parallell (.5 När en resistor och en kondensator ansluts i parallell till en spänningskälla får var och en av dem strömmen A. Hur stor skulle strömmen i resistorn bli om de båda seriekopplades till spänningskällan?

16 Jämför serie eller parallell (.5 Parallellkoppling:

17 Jämför serie eller parallell (.5 Seriekoppling:

18 Jämför serie eller parallell (.5 Seriekoppling: Enligt tidigare,44 A 4 4 Parallell A Serie,4A

19

20 Växelströmskrets med spole (.

21 a Beräkna (.

22 b Beräkna (.

23 c Beräkna N (.

24 d Beräkna (.

25

26 Bandbredd och Q Q f f Q r f Q f π π, 0 f f f f ± Om Q är högt gör man inget större fel om man fördelar bandbredden lika på båda sidor om f 0. BW

27 Serie- eller Parallellresistor Vid handräkning brukar man för enkelhets skull använda formlerna för den ideala resonanskretsen. Vid högt Q och nära resonansfrekvensen f 0 blir avvikelserna obetydliga. Överslagsmässigt ( vid Q >0 är de två kretsarna utbytbara. 0 Alternativ definition av Q med P Q r 0 P P Q rs S 0 ( Gäller approximativt för Q >0

28

29 Mäta Q-värde (3.9 adiokontrollerade klockor styrs av en tidssignal från en sändare i Tyskland, på långvåg 77,5 khz. Tidssignalen består av pulser som kodats digitalt. Signalstyrkan är svag så därför behöver en sådan mottagare en avstämd resonanskrets med och. Spolen har en ferritkärna, och denna används också som antenn. Man behöver mäta Q-värdet för denna resonanskrets.,5 mh,8 nf

30 Mäta Q-värde (3.9 N 5 V 5 mv T,73 V Så här mäter man spolens Q-värde. N 5V är en sinusspänning med frekvensen 77,5 khz (resonansfrekvensen som spänningsdelas ned till 5 mv. Över kondensatorn mäter man då spänningen T,73 V. a Hur stort är spolens Q-värde? b Vilket värde har spolens inre resistans r (även förluster?

31 Mäta Q-värde (3.9 f 77, π π,5 0,8 0 Kontroll av resonansfrekvens 77,5 KHz 3 Spänningsdelaren: a b Q r πf r πf Q r r 0, 5 00 { 0,05 V 3 π 77,5 0, T } T r 6,33 Ω,73 0,05 5 Stort ämfört med 0,Ω från spänningsdelaren.

32

33 S:s acesskort (3.7 X? S:s access-kort innehåller en FD-tag som kommunicerar med spärrläsaren på frekvensen 3,56 MHz och med datahastigheten 70 KHz. För att kunna läsa datasignalen i den hastigheten ska de resonanskretsar som ingår i kort och spärrläsare ha en bandbredd som är åtminstone dubbelt så stor som datahastigheten: dvs khz.

34 S:s acesskort FD-tagen/kortet består av parallellresonanskretsen (r X. Processorn i kortet förbrukar ström från resonanskretsen. Detta symboliseras av resistorn X. f 0 3,56 MHz BW 40 khz,5 µh r,5 Ω 55 pf X?

35 S:s acesskort Spolens Q-värde: πf 0 Q r r 6 π 3,560,5 0,5 6 4 X? Total serieresistans för bandbredden 40 khz Q BW f0 f 3, ,86 Q BW π f r 0 BW r BW π f Q 0 BW 6 π 3,560,5 0 96,86 6, Ω

36 S:s acesskort Total serieresistans för bandbredden 40 khz r BW, Ω X? Del av serieresistans för parallell last r r BW X r r BW r X r,,5 Överräknat till parallellresistor 0,7 Ω X Q r 96,86 BW 0,7 6,6 kω X

37

38 Aktiv effekt i impedans Ställ upp ett utryck för den aktiva effekten P för denna impedans. Effekt uppkommer bara i resistanser! ( Z P Antag riktfas, reell. ( ( P P P 0 0

39

40 Spole med tvåpolsatsen (.4 Bestäm effektivvärdet på strömmen. Använd tvåpolsatsen.

41 Spole med tvåpolsatsen (.4 Bestäm effektivvärdet på strömmen. Använd tvåpolsatsen.

42 Spole med tvåpolsatsen (.4 Beräkna kretsens tvåpolsekvivalent, E 0 och.

43 Spole med tvåpolsatsen (.4 Beräkna kretsens tvåpolsekvivalent, E 0 och.

44 Spole med tvåpolsatsen (.4 Beräkna kretsens tvåpolsekvivalent, E 0 och. Bara emk och resistanser denna gång som i likspänningsläran Ω E V Z 88 ( ( ,56 A

45

46 Exempel. Komplex tvåpol E 0 f 000 Hz Beräkna kretsens ekvivalenta tvåpol E 0 Z. Antag att man kan belasta tvåpolen med en valfri impedans hur ska den välas om man önskar att den effekt tvåpolen levererar till lasten ska vara maximal? (Detta kallas för effektanpassning.

47 Exempel. Komplex tvåpol E 0 f 000 Hz E 0 beräknas som tvåpolens tomgångsspänning. Om är riktfas blir E 0 8,47 V och får fasvinkeln 45 i förhållande till. Om det inte finns några andra spänningskällor eller strömkällor i nätet behöver vi inte hålla reda på fasvinkeln, utan E 0 kan lika gärna få bli nätets nya riktfas! π0000, 0 E E 63 π0000, ,48 V

48 Exempel. Komplex tvåpol Z Z är den impedans vi ser om vi vrider ner. Z 63 π 0000,0 63 π 0000,0 3,4 3,5

49 Effektanpassning Den ekvivalenta tvåpolen blir en 8,57 V emk med inre impedansen Z 3,43,5. Effektanpassning. Vid resonans tar induktans och kapacitans ut varandra. Då blir den levererade effekten som störst. Därför bör lasten denna gång vara kapacitiv (-3,5. När de två reaktanserna tar ut varandra blir kretsen helt resistiv. Vilken belastningsesistans ger maximal effekt?

50 Effektanpassning 0 0 ( E P E P 0 0 ( d d d d E P När har P( maximum? (Enklare beräkningar får man om man vänder på frågan till när har /P minimum. ( ( 0 0 E E P Maximal effekt får man om man väler. ( 3,4 Ω.

51 Effektanpassning Hur stor blir den maximala effekten för? P E 0 0 PMAX ( 4 E Hur stora blir förlusterna inuti tvåpolen? Om delas effekten lika mellan inre resistansen och lasten. Verkningsgraden blir 50% ( dålig. Effektanpassning används därför bara när det är nödvändigt, tex för radiosändare.

52 Effektanpassning P max X 0 Z Z * 3,4-3,5 Vid effektanpassning med en last som är lika med den inre impedansens komplexkonugat blir effekten: P max E 0 4 e[ Z ]

53