Управляемые выпрямители

Это устройства позволяющие регулировать выходное напряжение.

Упрощенная схема такого выпрямителя приведена на рис……а, эпюры напряжений на рис ….б

Выходное напряжение Uвых зависит от угла управления ά согласно формуле (….) :

Uвых=Um·(1+cosα)/2π

Усилителем называется устройство, предназначенное для увеличения значений параметров электрических сигналов за счет энергии включенного источника питания. Различают усилители напряжения ,тока и мощности. К_U =U_вых/U_вх ; К_I =I_вых/I_{вх ;} К_P =P_вых/P_вх коэффициент усиления по напряжению, току и мощности соответственно.

Свойство усилителя увеличивать амплитуду различных по частоте электрических сигналов передается амплитудно-частотной

характеристикой( АЧХ). Это зависимость коэффициента усиления К_U от частоты сигнала f. . К_U=Ф(f) _Uвх=const.

На рис. ….а, приведена типичная амплитудно-частотная характеристика усилителя электрических сигналов переменного тока при постоянной амплитуде входного сигнала. fн , fв- нижняя и верхняя граничные частоты усиления. На частотах fн , fв- коэффициент усиления равен 0,707.

Возможны линейный и нелинейный режимы ус-ля.

Зависимость коэффициента усиления К_U от величины входного напряжения Uвх : К_U=Ф(_Uвх) f _=const., позволяет судить о линейности усилителя. Отклонения от линейности приводит к появлению нелинейных искажений и к появлению дополнительных частот в спектре выходного сигнала.

***)Например звук гитары при больших сигналах на входе усилителя микрофона на выходе усилителя мощности ( на выходе из звуковых колонок ) преобретает «хрипы».

В общем случае усилитель может содержать реактивные элементы . В этом случае коэффициент усиления будет комплексным К_U = К_U ·e^{(jφ) ,} , что приведет к фазовому сдвигу выходного напряжения по отношению к входному и к потере устойчивости работы усилителя. Схема усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе приведена на рис…..

У силитель нч на биполярном транзисторе Операционные усилители (оу).

ОУ-ми называют электронные устройство, на базе которых разработаны электронные блоки способные выполнять определенные математические или логические операции ( сложение, умножение дифференцирование, интегрирование, фиксировать одновременность событий и.т.д. )

Усилитель усиливает входной сигнал в Кu раз , при этом фаза выходного сигнала сдвинута относительно фазы входного сигнала на 180 градусов.(рис…..)

Усилитель усиливает входной сигнал в Кu раз , при этом фаза выходного совпадает с фазой входного сигнала .(рис…..)

И нтегратор (инвертирующий)

Усилитель производит операцию интегрирования во времени .Выходной сигнал является интегралом от входного сигнала. (рис….)

Точность интегрирования зависит от соотношения постоянных времени τ=R·C и скорости изменения входного сигнала. Чем больше RC тем выше точность.

Дифференцирующее устройство

Усилитель производит операцию дифференцирования .Выходной сигнал является производной по времени от входного сигнала.(ри…..)

Точность интегрирования зависит от соотношения постоянных времени τ=R·C и скорости изменения входного сигнала. Чем меньше τ=R·C тем выше точность.

Усилитель производит операцию суммирования нескольких входных сигналов. (рис….).

Информация может представлена в виде непрерывной функцией во времени( аналоговое представление ) или прерывистой ( дискретное представление). Дискретные сигналы это выбранные в определенные моменты времени значения непрерывных аналоговых сигналов. Интервалы времени выборок значений обычно берут равными( тактовая частота). Электрические сигналы можно формировать дискретными по уровню или по времени. Величина уровня дискретности определяется стандартом. В стандарте ТТЛ напряжение от 5 ÷4,5 вольта соответствует логической единице (истина) , от «0÷0,5»-вольта –логическому нулю (ложь). Дискретные сигналы соответствующие определенным стандартам называют цифровыми. Цифровые сигналы обычно представляют в двоичном коде.

Дискретные сигналы обеспечивают работу цифровых( вычислительных) устройств.

Цифровые логические устройства работают на основе Булевой алгебры.

Единица информации- бит,

Одиночный электрический сигнал дискретный по уровню и по времени –бит.

Информация в виде последовательности нескольких битов это – слово или байт.

Аналоговые сигналы преобразуются в цифровые с помощью аналого-цифрогого преобразователя (АЦП), обратное преобразование делают с помощью цифро-аналового преобразователя (ЦАП).

Цифровые сигналы отражают числовые значения физических величин, например напряжения. Наряду с ними в цифровых устройствах действуют сигналы появление которых связано с наступлением или ненаступлением какого-либо события. Наличие или отсутствие этих сигналов связаны выражением типа « если …., то….». Эти сигналы называются логическими. 1- это логическая «истина», «0»- логическая -ложь. Функции У определенным образом связывающие несколько логических простых событий Хi в сложное событие Y выражаются таблицей истинности. (переключений). В основы алгебры лежат три логические функции: И, ИЛИ, НЕ. Любое сложное событие может быть представлено комбинацией этих 3-х функций.

Логическая функция ИЛИ ( логическое сложение (дизьюнкция) У=Х₁+Х₂ или У= Х₁ ^ Х₂

условное обозначение элемента и таблица истинности представлено на рис….

ИЛИ
Х1	Х2	F
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	1

Логическая функция И ( логическое умножение( коньюнкция) У=Х₁ Х₂ или У=Х₁ ^ Х₂ .

условное обозначение и таблица истинности

И
Х1	Х2	F
0	0	0
1	0	0
0	1	0
1	1	1

Логическая функция НЕ ( логическое отрицание( инверсия) У= ‾Х

условное обозначение и таблица истинности

НЕ
Х1	F
0	1
1	0

Часто на практике используют инвертированные функции ИЛИ-НЕ, И-НЕ

Логическая функция ИЛИ-НЕ ( стрелка Пирса) y=(Х_{1 +} Х₂ )‾ ‾

условное обозначение и таблица истинности

И ЛИ-НЕ
0	0	1
1	0	0
0	1	0
1	1	0

Логическая функция И -НЕ ( штрих Шиффера) y=(Х₁ Х₂) ‾ ‾

условное обозначение и таблица истинности

И-НЕ
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	0

Элементная база цифровых устройств: Диодные логические элементы(ДДЛ) , Транзистор-Транзисторная Логика (ТТЛ) , КМПОП т.т.д.

Электронные цифровые устройства:

	Триггер	Название Электронное устройство с 2 устойчивыми состояниями				Назначение
						Индикация состояния Деление частоты
		J-K-триггер				Индикация состояния Деление частоты
	Счетчики,	Последовательно или параллельно соединенные триггеры управляемые тактовым сигналом				Частотомеры Формирователь команд, циклов
	Регистры,	Данные ( слово) записывается по тактовому импульсу ( адресу) и сохраняется на выходе до поступления следующей команды.				Оперативная память.
		ВЫХОД
		Начальное состояние Q1Q2Q3	После первого такта Q1Q2Q3	После второго такта Q1Q2Q3	После третьего такта Q1Q2Q3
		0 0 0	1 0 0	0 1 0	0 0 1
	Шифраторы	Каждому цифровому коду на входе соответствует логическая 1 на выходе.				Таблица истинности
	Дешифраторы	Сигнал +1 вырабатывается на одном из 2n выходов в зависимости от кода на входе				Таблица истинности Х1 Х1 F1 F1 F1 F1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 1 1 0 0 0 1
						На выходе устанавливается двоичный код по заданному номеру входа	ЭВМ, автоматика, передача данных в цифровом виде.
	Мультиплексоры,	Мультиплексор коммутирует на выходах уi один из входов D1,D2….Dn, который выбирается ( адресуется) двоичным кодом на адресных входах А0…A1…Аk				Таблица истинности A0 A1 Y1 Y2 Y3 Y4 0 0 D1 0 0 0 1 0 0 D2 0 0 0 1 0 0 D3 0 1 1 0 0 0 D4
	Димультиплексоры,	Выполняет обратную задачу демультиплексор коммутирует единственный вход V на один из выходов Y0..Y1..Yn , который адресуется двоичным кодом на адресных входах А0…A1…Аk .				ЭВМ, автоматика, передача данных в цифровом виде. Таблица истинности V A0 A1 Ak F 0 0 0 Y1 1 0 0 Y2 0 1 0 Y3 1 1 0 Y4 0 0 - - 0 0 1 Yn
	АЦП Аналого-цифровой преобразователь Преобразование напряжения в цифровую форму (код)	Сравнение напряжения на входе с напряжением стандартов на входах параллельное соединенных по входу компараторов. Выход каждого компаратора это –логическая единица информации (0—или 5вольт) т.е бита. Число компараторов определяет разрядность АЦП.(DAC) На рис. Показан 4-разрядный АЦП( Еоп- опорное напряжение )				Таблица истинности Uвх B Y1 Y2 Y3 Y4 0 0 0 0 0 1 1 0 0 0 2 0 1 0 0 3 1 1 0 0 4 0 0 1 0 5 1 0 1 0 6 0 1 1 0 7 1 1 1 0 8 0 0 0 1	Преобразование в напряжения в коды Автоматика, измерения
	ЦАП Цифро-аналоговый преобразователь Преобразование цифровых кодов в аналоговую величину	С уммирование токов (соответствующих разрядности цифрого числа) на входах с помощью суммирующего ОУ				Таблица истинности D1 D2 D3 D4 Uвых B 0 0 0 0 0 1 0 0 0 1 0 1 0 0 2 1 1 0 0 3 0 0 1 0 4 1 0 1 0 5 0 1 1 0 6 1 1 1 0 7 0 0 0 1 8	Преобразование кода в напряжение, Автоматика, измерения
	Цифровые компараторы	Сравнение цифровых кодов					В ЭВМ, автоматике.
	. Если ключ закрыт-R~105 Ом Если ключ открыт-R=~10-1 Ом	Электронный ключ Изменение состояния (потенцала ) транзистора( тиристора) на выходе под воздействием управляющего сигнала малой мощности на входе . транзистор работает в режиме закрыт/ открыт. , Аналогично работает фото-триод ( Опто пара), Под действием светового импульса выходное напряжение устройства изменяется скачком.				Таблица истинности Uвх Uвых 0 1 1 0	Цифровая техника -логические операции.. Управление состояниями вкл/выкл мощных силовых устройств Гальваническая развязка
						Таблица истинности Uвх Uвых 0 0 1 1	Цифровая техника - Управление состояниями вкл/выкл мощных силовых устройств Гальваническая развязка

.1б