2009 2012 Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer Anvendelser av RC-krester Tidsrespons til reaktive kretser 27.02.2012INF 1411 1.

Presentasjon om: "2009 2012 Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer Anvendelser av RC-krester Tidsrespons til reaktive kretser 27.02.2012INF 1411 1."— Utskrift av presentasjonen:

1 2009 2012 Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer Anvendelser av RC-krester Tidsrespons til reaktive kretser 27.02.2012INF 1411 1

2 2009 2012 Dagens temaer Tidsrespons til reaktive kretser RC-integrator/differensiator-respons til pulser og firkantbølger RL-integrator/differensiator-respons til pulser og firkantbølger Anvendelser av RL/RC integratorer og differensiatorer Dagens temaer er hentet fra kapittel 15.1-15.5,15.8 27.02.2012INF 1411 2

3 2009 2012 Integrasjon og derivasjon Under visse betingelser kan RC- og RL-kretser fungere som hhv integratorer og derivatorer, dvs at de beregner den integrerte og deriverte av et inputsignal med hensyn på tid I frekvensdomenet utfører de samme kretsene enten en høypass eller lavpass filtreringsfunksjon I biologiske systemer utfører enkle cellestrukturer de samme integrasjons/derivasjons-operasjonene, og kan modelleres med RC- eller RL-kretser Oppførselen til RC/RL-kretser med pulssignaler som innganger er viktige i design av digital elektronikk 27.02.2012INF 1411 3

4 2009 2012 Oppladning og utladning i RC-krets Hvis en pulsgereator brukes som spenningskilde til en RC-krets vil kondensatoren hhv lades opp og lades ut som om den kobles til et batteri eller lades ut gjennom en resistor 27.02.2012INF 1411 4

5 2009 2012 RC-integrator I en RC-integrator brukes spenningen over kondensatoren som utgangsspenning Etter RC = 5 har kretsen enten nådd 10v eller 0v, avhengig av utgangspunktet. Denne tiden kalles også for transient- tiden 27.02.2012INF 1411 5

6 2009 2012 Sammenhengen mellom pulsbredde og τ Hvis pulsbredden t w er større enn τ = 5 vil kondensatoren rekke å lades opp/ut fullstendig Større verdier av τ med samme pulsbredde vil føre til kortere eller lengre oppladnings- og utladningstider 27.02.2012INF 1411 6

7 2009 2012 Sammenhengen mellom pulsbredde og τ Ved kortere pulsbredder t w < τ = 5 vil kondensatoren ikke lades opp eller ut helt til maksimal/minimal-verdi 27.02.2012INF 1411 7

8 2009 2012 Respons på repeterende pulser Ved kortere pulsbredder t w < τ = 5 og input ikke lenger er en enkeltpuls men repeterende pulser: Kondensatoren vil først trenge tid på nå et nivå som er den gjennomsnittlige spenningen 27.02.2012INF 1411 8

9 2009 2012 Respons på repeterende pulser (forts) Deretter vil min- og maksverdi ha nådd steady-state nivå 27.02.2012INF 1411 9

10 2009 2012 Økning i tidskonstanten Ved å sette inn en varialbel resistor kan man endre integrasjonskonstanten 27.02.2012INF 1411 10

11 2009 2012 RC-differensiator og pulsrespons I en RC-differensiator brukes spenningen over resistoren som utgangsspenning; forløpet blir mer komplisert 27.02.2012INF 1411 11

12 2009 2012 RC-differensiator respons på pulstog Samme forløpet skjer som for integratorer: Det tar en viss tid før steady-state oppnås; avhengig av tidskonstanten Hvis t W >= 5 τ vil kondensatoren rekke å lades helt opp/ut for hver hele periode, dvs at spenningen over resistoren går opp til maks og helt til 0 27.02.2012INF 1411 12

13 2009 2012 RC-differensiator respons på pulstog (forts) Hvis t W < 5 τ vil kondensatoren ikke rekke å lades helt opp/ut for hver komplette periode 27.02.2012INF 1411 13

14 2009 2012 RC-differensiator respons på pulstog (forts) Til slutt vil det hele konvergere mot den gjennomsnittsverdi på 0 27.02.2012INF 1411 14