Forelesning nr.7 INF 1411 Elektroniske systemer Tidsrespons til reaktive kretser Integrasjon og derivasjon med RC-krester 27.02.2014 INF 1411

Dagens temaer Tidsrespons til reaktive kretser RC-integrator/differensiator-respons til pulser og firkantbølger Dagens temaer er hentet fra kapittel 15.1-15.5,15.8 27.02.2014 INF 1411

Integrasjon og derivasjon Under visse betingelser kan RC- og RL-kretser fungere som analoge integratorer og derivatorer, dvs at de beregner den integrerte og deriverte av et inputsignal I frekvensdomenet utfører de brukes som høypass- og lavpassfiltre 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 27.02.2014 INF 1411

Oppladning og utladning i RC-krets Hvis en pulsgenerator brukes som spenningskilde til en RC-krets vil kondensatoren hhv lades opp og ut som om den kobles til/fra et batteri og lades ut/opp gjennom en resistor 27.02.2014 INF 1411

RC-integrator I en RC-integrator brukes spenningen over kondensatoren som utgangsspenning Etter τ =RC = 5 har kretsen (nesten) enten nådd 10v eller 0v, avhengig av utgangspunktet. Denne tiden kalles også for transient-tiden 27.02.2014 INF 1411

Sammenheng mellom pulsbredde og τ Hvis pulsbredden tw 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 27.02.2014 INF 1411

Sammenheng mellom pulsbredde og τ Ved pulsbredder tw < τ = 5 vil kondensatoren ikke lades helt opp eller ut til maksimal/minimal-verdi 27.02.2014 INF 1411

Respons på repeterende pulser Ved kortere pulsbredder tw < τ = 5 og input som er repeterende pulser: Kondensatoren trenger tid på å nå et nivå som er den gjennomsnittlige spenningen 27.02.2014 INF 1411

Respons på repeterende pulser (forts) Deretter vil min- og maksverdi ha nådd steady-state nivå 27.02.2014 INF 1411

Økning i tidskonstanten Ved å sette inn en varialbel resistor kan man endre integrasjonskonstanten 27.02.2014 INF 1411

RC-differensiatorens pulsrespons I en RC-differensiator brukes spenningen over resistoren som utgangsspenning; forløpet blir mer komplisert 27.02.2014 INF 1411

RC-differensiator respons på repeterende pulser Samme forløpet skjer som for integratorer: Det tar en viss tid før steady-state oppnås; avhengig av tidskonstanten Hvis tW >= 5τ vil kondensatoren rekke å lades helt opp/ut for hver hele periode 27.02.2014 INF 1411

RC-differensiator respons på repeterende pulser Hvis tW < 5τ vil kondensatoren ikke rekke å lades helt opp/ut for hver hele periode 27.02.2014 INF 1411

RC-differensiator respons på pulstog (forts) Til slutt vil det hele konvergere mot den gjennomsnittsverdi på 0 27.02.2014 INF 1411