Laboratorijski praktikum Z. Priji´c - Naslovna stranamikroelektronika.elfak.ni.ac.rs/files/Praktikum_EK.pdf · Uzemljenje je bezbedonosna mera, koja smanjuje mogu´cnost da korisnik

Elektronske komponenteLaboratorijski praktikum

Z. Prijic

Univerzitet u NišuElektronski fakultet u Nišu

Katedra za mikroelektroniku

Predavanja 2015.

Sadržaj

1 Mere bezbednostiUvodne napomeneReferentni potencijalMrežni naponKoncept uzemljenja

2 Laboratorijski instrumentiIzvori napajanjaMultimetriOsciloskopiGeneratori signala

3 Izvodenje vežbe

4 Izrada izveštajaNotacija u tehnickoj literaturiIzrada dijagrama

Mere bezbednosti

Deo 1

Mere bezbednosti

Mere bezbednosti Uvodne napomene

Mere bezbednosti



3 Izvodenje vežbe



Osnovna pravila rada u laboratoriji

Dobra teorijska priprema je neophodan preduslov za praktican rad.Potrebno je konceptualno razumevanje dela materije koji se prak-ticno ilustruje laboratorijskom vežbom. Pogrešno je proceduru opi-sanu u uputstvu za izvodenje vežbe slediti napamet, bez razmišljanjao tome kakve posledice proizvodi svaki korak.

Izvodenje laboratorijske vežbe ne treba zapocinjati bez prethodnedozvole nadležnog nastavnika.

Tokom izvodenja laboratorijske vežbe potrebno je izbegavati svakumogucnost dodira sa komponentama i provodnicima dok su pod na-pajanjem.

Nakon završetka laboratorijske vežbe, potrebno je radno mesto vra-titi u prethodno zateceno (uredno) stanje.


Elektricni šok

Elektricni šok (strujni udar) nastaje kao posledica prolaska struje krozljudsko telo. Struja prolazi kada dva dela tela istovremeno dodu u dodirsa dve tacke u elektricnom kolu izmedu kojih postoji razlika potencijala.Put kojim struja prolazi kroz telo zavisi od položaja tacaka dodira. Jacinastruje zavisi od tog puta, kao i razlike potencijala izmedu tacaka dodira.Deo tela kojim struja prolazi predstavlja otpornik. Otpornost ljudskogtela zavisi od više parametara, kao što su godište, pol, težina, vlažnostkože, itd. Posledice elektricnog šoka prvenstveno zavise od jacine strujekoja je prošla kroz telo.


Posledice elektricnog šoka

Jacina struje (A) Posledica po ljudsko telo0,0005 slabo peckanje0,001 prag jasnog osecaja0,002 blagi udar0,010 bolni udar0,015 jaci bol0,025 intenzivan bol, grcenje mišica0,075 srcana aritmija0,250 jaka srcana aritmija, zastoji u radu srca4,000 paraliza srca5,000 opekotine tkiva

Vrednosti su okvirne i ne treba ih uzimati kao granicne. Neke od ozbiljnihposledica se mogu pojaviti i pri manjim vrednostima jacine struje.


Posledice elektricnog šoka

Otpornost ljudskog tela iznosi, okvirno, izmedu nekoliko kΩ i nekolikodesetina kΩ, do 100 kΩ. Vrednost otpornosti zavisi od tacaka izmedukojih se meri, kao i od ostalih uslova. Na primer, otpornost izmedu dvetacke u suvim uslovima može biti 50 kΩ, a u vlažnim 5 kΩ. Pri razlicipotencijala od 50 V, kroz telo bi tekle struje od 1 mA i 10 mA, respektivno.Uzimajuci u obzir vrednosti iz prethodne tabele, u prvom slucaju bi sestruja jedva osetila, a u drugom bi izazvala bolni udar.

Treba primetiti da za nastupanje ozbiljnih posledica elektricnog šoka nijeneophodna velika razlika potencijala (tzv. visoki napon).

Mere bezbednosti Referentni potencijal

Mere bezbednosti



3 Izvodenje vežbe



Osnovno elektricno kolo

Kolo se sastoji od izvora i po-trošaca. Usled razlike potenci-jala na krajevima izvora, strujatece kroz potrošac i vraca se uizvor. Razlika potencijala pred-stavlja napon.

Negativni kraj izvora u ovom kolu predstavlja referentni potencijal. Vred-nost napona se racuna i meri u odnosu na referentni potencijal. Refe-rentni potencijal ne mora nužno imati nultu vrednost. U svim kolima jeuobicajeno postojanje zajednicke „linije“ refrentnog potencijala koja senaziva masa (common).


Simboli

common

(signal ground)

ground

(earth ground) chassis ground

Sledeca dva kola su ekvivalentna:

Umesto zajednicke linije crtaju se simboli. Postojanje kratkog spoja iz-medu dva simbola se podrazumeva.


Nulti potencijal

U prvoj aproksimaciji se smatra da Zemlja predstavlja nulti potencijal(elektroneutralno telo, kod koga je prakticno nemoguce zadržati razdvo-jena naelektrisanja).

Razlika potencijala na krajevima izvora i potrošaca se racuna i meri uodnosu na nultu vrednost. Termin koji se koristi za zajednicku linijureferentnog potencijala je zemlja (earth ground ili samo ground).


Uzemljenje šasije/kucišta

Ovaj simbol se koristi da oznaci uzemljenje šasije (frame) ili kucišta(chassis) uredaja.

uredjaj

Ako je kucište uredaja metalno, ono obavezno mora biti uzemljeno! Akoje kucište uredaja plasticno, a unutar njega se nalazi metalna šasija, tadaona obavezno mora biti uzemljena!

Mere bezbednosti Mrežni napon

Mere bezbednosti



3 Izvodenje vežbe



Mrežni napon

Na standardnoj mrežnoj uticnici dostupan je naizmenicni napon iz elek-tricne mreže (line voltage).

vreme t0

T

Slika 1. Talasni oblik mrežnog napona.

Napon je sinusnog oblika i menja se u vremenu sa periodom T = 20ms(ucestanost f = 1/T = 50 Hz).


Mrežni naponVršna i efektivna vrednost

Maksimalna ili vršna vrednost napona (peak) je Vp = 325V. Efektivnavrednost napona (root mean square – rms) sinusnog oblika je Vrms ≡Veff = Vp/

p2 = 230 V. Efektivna vrednost naizmenicnog napona jed-

naka je vrednosti jednosmernog napona koji na istom potrošacu disipiraistu snagu kao i taj naizmenicni napon.

R

t

p

R

I

t

p

P je srednja vrednost snage koja se disipira na potrošacu u vremenu.

Kod naizmenicnih signala se podrazumevaju efektivne vrednosti, pa sezbog toga mrežni napon deklariše na 230 V.


Mrežna uticnica

Uticnica (tzv. šuko) je na elektricnu mrežu povezana sa tri provodnika,koji se nazivaju: faza, nula i zemlja.

faza

(live)

nula

(neutral)

zemlja

(ground)

Razlika potencijala izmedu faze i nule se menja u vremenu kao na Sl. 1.

Napomena: Iako bi raspored faze i nule trebao da bude kao na slici, u mnogimprakticnim slucajevima nije tako!


Mrežna uticnica

Napomena: Naziv „nula“ ne treba da zavarava, jer kroz taj provodniktece struja na svom povratnom putu prema elektricnoj mreži!

Mere bezbednosti Koncept uzemljenja

Mere bezbednosti



3 Izvodenje vežbe



Koncept uzemljenja

Uzemljenje je bezbedonosna mera, koja smanjuje mogucnost da korisnikdode u dodir sa opasnim nivoima signala iz elektricne mreže u slucajukvara uredaja.

Boje provodnika:

faza (Live – L) – tipicno braon

nula (Neutral – N) – tipicno plava

uzemljenje (Ground – G) – tipicno žuto–zelena

Pažnja: Boje na postojecim instalacijama nikada ne uzimati zdravoza gotovo!


Koncept uzemljenjaNormalan rad uredaja

tabla sa osiguračima

elek

trič

na m

reža

zemlja

uređaj

RL

F1

metalno kućište

provodnik

F1 je osigurac (fuse)

RL je potrošac, odnosno opterecenje (load)


Koncept uzemljenjaIncident (npr. proboj izolacije)

Pod incidentom se podrazumeva mogucnost da faza dode u kontakt sanekim delom šasije ili kucišta uredaja.


elek

trič

na m

reža

zemlja

uređaj

RL

F1

metalno kućište

provodnik

osigurač pregoreva


Koncept uzemljenja

Ako dode do incidenta, preko metalnog kucišta se otvara provodni putmale otpornosti, pa struja naglo raste. Zbog toga dolazi do pregorevanjaili izbacivanja osiguraca. Kada ne bi bilo uzemljenja, u slucaju da ko-risnik istovremeno dodirne kucište uredaja i predmet koji je uzemljen1,strujno kolo bi se zatvaralo preko korisnika! Spajanje nule i uzemljenjavrši se samo na ulazu u instalaciju, u suprotnom može doci do stvaranjatzv. petlji uzemljenja (ground loops). Izmedu uzemljenja i faze takodepostoji mrežni napon!

1npr. radijator


Koncept uzemljenjaEkvipotencijalna veza

Ekvipotencijalna veza obezbeduje da sve linije uzemljenja u jednom ob-jektu budu na nultom potencijalu.


elek

trič

na m

reža

zemlja

uređaj

RL

F1

metalno kućište

provodnik

namenska instalacija,parno grejanje,armatura

ekvipotencijalna veza

Vodovodna instalacija od PVC cevi ne sme se koristiti za ekvipotencijalnu vezu!


Koncept uzemljenjaEkvipotencijalna veza


Koncept uzemljenja

Izmedu nule i uzemljenja bi potencijalna razlika trebalo da bude pribli-žno 0 V (u slucaju na slici je ' 188mV).

Nedostatak uzemljenja ili njegovo nepropisno povezivanje može do-vesti do teških posledica po korisnika uredaja!

Laboratorijski instrumenti

Deo 2


Laboratorijski instrumenti Izvori napajanja




3 Izvodenje vežbe



Izvori napajanja

Laboratorijski izvori napajanja se koriste da obezbede regulisano napa-janje elektricnim/elektronskim kolima. U ovom tekstu ce se razmatratisamo izvori jednosmernog napajanja.

Tipican izvor napajanja ima triprikljucka: pozitivan (crveni),negativan (crni) i uzemljenje(zeleni).

Osnovna karakteristika izvora napajanja je maksimalna snaga Pmax kojumože da isporuci opterecenju. Na osnovu vrednosti Pmax odredene su imaksimalne vrednosti napona i struja.


Režimi rada

Izvori napajanja mogu da rade u dva režima:

režim konstantnog napona (constant voltage – CV)

režim konstantne struje (constant current – CC)

U režimu konstantnog napona izvor na izlazu daje željeni napon, bezobzira na potrošnju struje od stane opterecenja (sve do vrednosti strujekoja je unapred programirana). U režimu konstantne struje je obrnuto.

Primer: Programirana vrednost izlaznog napona u CV režimu je 10 V, aprogramirana vrednost struje je 1 A. Izvor ce obezbedivati na izlazu 10 V,bez obzira da li je potrošac (opterecenje) 100Ω (struja je tada 0,1 A ili10Ω (struja je tada 1 A). Pri tome treba obratiti pažnju i na to da potrošacmora biti deklarisan za odgovarajucu snagu2, u ovom slucaju za 10 W.

2Snaga na potrošacu: P= UI = I2R= U2/R.


Konfiguracija prikljucaka

Prikljucci izvora za napajanje mogu biti u plivajucoj (levo) ili u uzemljenoj(desno) konfiguraciji.

U plivajucoj (floating) konfiguraciji:

VAB =VDC

VBG = ?⇒ VAG = ?

U uzemljenoj (grounded) konfiguraciji:

VAB =VDC

VBG =0⇒ VAG = VDC


Prakticne napomene

Dobijanje negativnog (levo) i simetricnog (desno) napona:

Prikljucke izvora izmedu kojih je programirani napon nikada ne trebakratko spajati!Izvor nikada ne treba opteretiti cisto induktivnim opterecenjem3

(kalem, relej, DC motor, itd.).3Videti predavanja o kalemovima.

Laboratorijski instrumenti Multimetri




3 Izvodenje vežbe



Multimetar

Multimetar je instrument namenjen merenju vrednosti:napona (DC i AC),struja (DC i AC),otpornosti.

Mnogi multimetri poseduju i dodatne mogucnosti merenja, tipicno vred-nosti:

kapacitivnosti,temperature.

Multimetri se, u osnovi, mogu podeliti na rucne (handheld) i stone (bench).


Tacnost i preciznost

Multimetri se razlikuju pre svega po tacnosti merenja4, opsegu merenjai rezoluciji.

Tacnost se izražava u procentima i zavisi od opsega merenja. Tipicnaforma je ±(% ocitavanja+% opsega).Primer: deklarisana tacnost je ±(0,012+0,005) za opseg 100 V; ocitanavrednost je 50 V. Tacna vrednost leži u opsegu 50±1,1 V.

4Detaljnije o tacnosti i preciznosti u predmetu Elektricna merenja u III semestru.


Rezolucija

Rezolucija multimetra je najmanja promena merne velicine koju multi-metar može da izmeri. Rezolucija se, u prvoj aproksimaciji, može pove-zati sa brojem cifara koje multimetar može da prikaže na displeju.Primer: Rezolucija multimetra deklarisana je na 31

2cifre. Tri cifre mogu

da se menjaju od 0 do 9, a cetvrta može biti samo 0 ili 1.1 multimetar ocitava V (vodeca nula na displeju se ne prika-

zuje); napon poraste za 1 mV; multimetar ocitava V.

2 multimetar ocitava V; napon poraste za 1 mV; multimetarocitava V (prva cifra na displeju biva iskljucena jer nije 1).


Merenje napona

Svaki multimetar ima najmanje tri prikljucka. Jedan prikljucak je zajed-nicki (crni) i tipicno je oznacen kao COM. Druga dva prikljucka (crvena)su namenjena za merenje napona i struje i tipicno su oznaceni kao V i A,respektivno.

Napon se meri tako što se multimetar ukljucuje u kolo paralelno.

A COM V

V

Pri merenju napona multimetar ima veliku unutrašnju otpornost.


Merenje struje

Struja se meri tako što se multimetar ukljucuje u kolo redno.

A COM V

A

Pri merenju struje multimetar ima malu unutrašnju otpornost.

Struju ne treba meriti direktno na prikljuccima izvora, niti baterije! Dru-gim recima, za merenje struje u kolu uvek treba da postoji otpornik. Usuprotnom, može se desiti da pregori osigurac multimetra ili cak možedoci i do oštecenja instrumenta.


Prikljucivanje

Pri merenju napona i struje prikljucci i obrtni prekidac multimetraMORAJU BITI u odgovarajucim položajima, kao što je ilustrovano naprethodnim slikama. U suprotnom može doci do oštecenja instru-menta, a nije iskljucen ni rizik po bezbednost korisnika! Zbog togaje pre merenja obavezna provera. Konkretan položaj obrtnog preki-daca oznacen je na svakom rucnom multimetru. Ako se mere naizme-nicni signali, tada se takode koriste odgovarajuci položaji obrtnog preki-daca (oznaceni sinusoidom). Multimetri standardno prikazuju efektivnuvrednost (RMS) naizmenicnog signala. Kod stonih multimetara umestoobrtnog prekidaca koriste se odgovarajuci tasteri.


Merenje otpornosti

A COM V,

Pri merenju otpornosti multimetar se može zameniti Nortonovim ekvi-valentnim kolom, pri cemu je RDMM unutrašnja otpornost multimetra.Interno, multimetar meri Rx ‖ RDMM. Kada je otpornost Rx po vredno-sti približna vrednosti RDMM, kod multimetara niže klase može doci dogrešaka!Kada je otpornost u elektricnom kolu, njenu vrednost u principu nije mo-guce izmeriti bez detaljne šeme kola.

Laboratorijski instrumenti Osciloskopi




3 Izvodenje vežbe



Osciloskopi

Osciloskopi su instrumenti cija je osnovna namena snimanje promeneelektricnih signala u vremenu.

Osnovni parametar svakog osciloskopa je propusni opseg (bandwidth)koji suštinski predstavlja maksimalnu ucestanost signala koji osciloskopmože da snimi bez izoblicenja. Osciloskopi imaju više ulaza (kanala),tipicno 2 ili 4, što znaci da istovremeno mogu da snimaju više signala.


Sonda

Osciloskopi signal snimaju pomocu sonde (probe), koja ima dva kraja.Jedan kraj sonde se uvek vezuje na masu (zemlju). Sonda je sa oscilo-skopom povezana koaksijalnim kablom sa BNC prikljuckom.

Na sondi se može nalaziti i pre-klopnik koji odreduje slabljenjesignala (npr. 10 puta). Stan-dardna sonda meri napon, aza merenje struje se koriste po-sebne vrste sondi.

Pažnja: Ne treba meriti mrežni napon pomocu osciloskopa, ako samesonde i osciloskop nisu deklarisani za odgovarajuce naponske nivoe!


Upotreba sonde

osciloskop

svi ulazi osciloskopa su

interno uzemljeni

osciloskop

Posebnu pažnju treba obratiti da se krajevi sonde ne obrnu u odnosu nakrajeve izvora, jer ce u tom slucaju izvor biti kratko spojen na izlazu!

Kada je potrebno odrediti razliku dva signala, mogu se koristiti dve sonde(obe u odnosu na masu) na dva kanala osciloskopa. Svi savremeni osci-loskopi poseduju ugradene funkcije za matematicke operacije nad signa-lima koje snimaju.


Ekran osciloskopa

Na ekranu osciloskopa oznaceni su podeoci. Tipicna konfiguracija je ta-kva da je na apscisnoj osi vreme, a na ordinatnoj amplituda (napon).

am

pli

tud

a s

ign

ala

vreme

ekran

osciloskopa

Referentni nivo amplitude je oznacen posebnim markerom. Vrednosti semogu podešavati, u zavisnosti od ucestanosti i amplitude signala.


Ekran osciloskopa

Osciloskopi poseduju korisnu opciju „COUPLING“, pomocu koje se na-izmenicna komponenta signala može odvojiti od jednosmerne. Pode-šavanjem opcije na „AC“, prikazuje se samo naizmenicna komponentasignala.

Laboratorijski instrumenti Generatori signala




3 Izvodenje vežbe



Generatori signala

Generatori signala služe za stvaranje razlicitih oblika signala i to tipicno:

sinusa (sine)povorke pravougaonih impulsa (pulse, square)trouglova (triangle, ramp)

Parametri generisanog signala kao što su ucestanost, amplituda, faktoriskorišcenja periode i drugi se mogu menjati. Neki generatori mogu stva-rati i proizvoljne (arbitrary) oblike signala.


Izlazna impedansa

Svi generatori signala imaju rednu otpornost 50Ω i podrazumevaju daim je na izlazu potrošac vrednosti otpornosti 50Ω!

generator generator

OUTPUT LOAD = High Z

Ako potrošac nije 50Ω, na njemu ce se pojaviti napon amplitude koja jedva puta veca od amplitude koja je programirana u generatoru. Da bi seto izbeglo, potrebno je na generatoru podesiti funkciju OUTPUT LOADna vrednost „High Z“.

Generator signala se može posmatrati kao Tevenenovo ekvivalentno kolo.


Prakticne napomene

Prikljucke generatora izmedu kojih je programirani signal nikada netreba kratko spajati!

Generator nikada ne treba opteretiti cisto induktivnim opterecenjem5

(kalem, relej, DC motor, itd.), bez odgovarajuce zaštite.

Svi laboratorijski instrumenti se mogu povezati na racunar, tako da senjima može automatski i sinhronizovano upravljati. Slika sa ekrana osci-loskopa se takode može prebaciti na racunar.

Svi laboratorijski instrumenti su skupi, a neki od njih i izuzetno ose-tljivi na kratke spojeve i signale van dozvoljenog opsega. Zbog togaje potrebno pažljivo rukovanje!

5Videti predavanja o kalemovima.

Izvodenje vežbe

Deo 3

Izvodenje vežbe

Izvodenje vežbe

Makete

Laboratorijske vežbe se mogu izvoditi korišcenjem:maketaprototipnih ploca

Makete predstavljaju elektronska kola cije su komponente unapred spo-jene i montirane u odgovarajuce kucište sa prikljuccima.

Vežba se izvodi prikljucivanjem odgovarajucih instrumenata, promenomvrednosti ulaznih parametara i beleženjem vrednosti izlaznih parame-tara.

Izvodenje vežbe

Prototipne ploce

Prototipne ploce (bread board) predstavljaju skup elektricnih kontakata,ureden u obliku matrice, koji omogucava konstrukciju elektronskog kolabez lemljenja.

Za konstrukciju se koriste komponente sa izvodima (through hole).

Izvodenje vežbe

Prototipne ploceVrste i kolone

Kontakti u vrstama su medusobno izolovani.

Kontakti u kolonama su u kratkom spoju.

svi kontakti su u kratkom spoju

kontakti su izolovani

Na dužim stranciama ploce nalaze se linije kontakata za napajanje (cr-vena) i masu (plava).

Izvodenje vežbe

Prototipne ploceUmetanje komponenata

Izvodenje vežbe

Prototipne ploceSpajanje komponenata

Mogu se koristiti i drugi provodnici punog preseka i odgovarajuceg prec-nika (0,3 mm–0,8 mm). Ne treba koristiti provodnike veceg precnika jerce kontakti biti ošteceni.

Izvodenje vežbe

Prototipne ploceKonstrukcija kola

*

* Kod nekih ploca su ovi kontakti kratko spojeni, a kod nekih nisu! Prepocetka rada potrebno je proveriti multimetrom.

Posebnu pažnju treba obratiti na postavljanje polarisanih konden-zatora!

Izvodenje vežbe

Prototipne ploceKonstrukcija kola

Za vežbanje povezivanja se možekoristiti besplatan program frit-zing, sa virtuelnom prototipnomplocom.

http://fritzing.org

http://fritzing.org

Izrada izveštaja

Deo 4

Izrada izveštaja

Izrada izveštaja Notacija u tehnickoj literaturi

Izrada izveštaja



3 Izvodenje vežbe



Formati brojeva

Formati brojeva koji se koriste u tehnickoj literaturi su:

sa fiksnim decimalnim zarezom (fixed point)

sa pokretnim decimalnim zarezom (floating point)

naucni (scientific)

inženjerski (engineering)

Format brojeva sa fiksnim decimalnim zarezom podrazumeva da se de-cimalni zarez kod svakog broja pojavljuje uvek na istom mestu. Drugimrecima, broj decimalnih mesta je uvek konstantan.

0,25 11956,34 1215,00 4,84

Format brojeva sa pokretnim decimalnim zarezom podrazumeva pro-menljivi broj decimalnih mesta.

0,25 11956,348 1215 4,843333


Formati brojevaDecimalni separator

U evropskoj tehnickoj literaturi decimalni separator je zarez, a se-parator za hiljade je tacka (npr. 1.200,54)

U angosaksonskoj tehnickoj literaturi decimalni separator je tacka,a separator za hiljade je zarez (npr. 1,200.54)

U oba slucaja se radi o istom broju – hiljadudvestotine celih i pedeset-cetiri stota. Nacin prikaza brojeva zavisi od regionalnih podešavanja naoperativnom sistemu racunara. Mešanje nacina prikaza u izveštaju jezbunjujuce i neprihvatljivo!

Preporuka je korišcenje evropskog standarda. Slicno važi i za nacin pri-kaza datuma i vremena.


Formati brojevaNaucni format

Naucni format brojeva podrazumeva korišcenje stepena broja 10, pricemu se decimalni zarez pojavljuje odmah nakon prvog broja koji je veciili jednak jedinici, a manji od desetice. Broj mesta iza decimalnog zarezamože biti fiksan ili promenljiv. Racunari i kalkulatori prikazuju stepenbroja deset korišcenjem slova „E“, tako da je 10n ≡ En.

2, 5 · 10−1 1,1956134·104 1,215·103 4,84·100

2,5E-1 1,1956348E4 1,215E3 4,843333E0

Primer korišcenja su vrednosti fizickih konstanti:

Naziv Simbol Vrednostnaelektrisanje elektrona q ili e 1,6× 10−19 CBolcmanova konstanta k 1,38× 10−23 J K−1

dielektricna konstanta vakuuma ε0 8,85× 10−12 F m−1

magnetna permeabilnost vakuuma µ0 4π× 10−7 T m A−1


Formati brojevaInženjerski format

Inženjerski format brojeva podrazumeva da je stepen broja 10 uvek jed-nak celobrojnom umnošku broja 3 (103n), pri cemu mantisa broja morabiti veca ili jednaka od jedan, a manja od hiljadu. Broj mesta iza deci-malnog zareza može biti fiksan ili promenljiv.

250 · 10−3 11,95634·103 1,215·103 484·10−3

250E-3 11,956348E3 1,215E3 484,333E-3

Broj cifara iza decimalnog zareza definiše tacnost sa kojom je broj iz-racunat. Broj cifara iza decimalnog zareza sa kojim je izracunati brojprikazan odreduje preciznost prikaza. Prilikom prikazivanja brojeva uo-bicajeno se vrši zaokruživanje na odredenom decimalnom mestu, kojepredstavlja broj znacajnih cifara (na primer: 3,67804327' 3, 68 – zao-kruživanje na dve znacajne cifre).


Formati brojevaEksponent

Prilikom pisanja jednacina sa eksponencijalnom notacijom koristi se for-mat 10n, npr: 1,5 · 103 ili 2, 35× 10−6.

Prilikom pisanja jednacina sa brojem e koristi se notacija u obliku ex iliexp(x), npr.: e3 ili exp

1T

.

Prilikom upotrebe kalkulatora taster EXP oznacava stepen broja 10(10n), a ne broj e ' 2,72!!! Za izracunavanje eksponenta broja ekoristi se taster oznacen sa ex. Kod kalkulatora ugradenog u ope-rativni sistem Windows ovaj taster se pojavljuje umesto tastera ln, na-kon pritiska na taster Inv. Kalkulator mora biti u „Scientific“ režimu(View→Scientific).


Formati brojevaPrefiksi u inženjerskom formatu

Prefiks Simbol Brojato (atto) a 10−18

femto (femto) f 10−15

piko (pico) p 10−12

nano (nano) n 10−9

mikro (micro) µ 10−6

mili (milli) m 10−3

kilo (kilo) k 103

mega (mega) M 106

giga (giga) G 109

tera (tera) T 1012

peta (peta) P 1015

eksa (exa) E 1018

Izrada izveštaja Izrada dijagrama

Izrada izveštaja



3 Izvodenje vežbe



Izrada dijagrama

Svrha dijagrama je graficki prikaz rezultata laboratorijske vežbe u for-matu koji odgovara tehnickim standardima. Dijagrami se mogu izraditina dva nacina:

rucno, korišcenjem olovke i papira sa odgovarajucim podeocima(standardni ili milimetarski papir);

na racunaru, korišcenjem odgovarajucih aplikacija.

Za izradu dijagrama na racunaru mogu se upotrebiti besplatne (np. Calciz paketa LibreOffice) ili komercijalne (npr. Excel iz paketa Microsoft Of-fice) aplikacije. Medutim, treba naglasiti da su njihove mogucnosti pri-lagodene pre svega izradi poslovnih, a ne tehnickih dijagrama. Za izradutehnickih dijagrama preporucuju se besplatne (SciDAVis, Veusz, gnuplot)ili komercijalne (npr. SigmaPlot, Origin) aplikacije.

http://scidavis.sourceforge.net/

http://home.gna.org/veusz/

http://www.gnuplot.info/


Izrada dijagramaRazmera i oznacavanje

Razmera dijagrama može biti:

linearna po obe ose (x i y);

polulogaritamska (na jednoj osi je razmera linearna, a na drugoj lo-garitamska);

logaritamska po obe ose (x i y).

Logaritamska razmera se koristi kada se prikazuje relativno veliki opsegvrednosti u kojima se menja odredena velicina. Logaritamska razmerase standardno odnosi na dekadni logaritam.

Oznacavanje vrednosti velicina obavezno je na obe ose! Takode je oba-vezno i oznacavanje same velicine, kao i njenih jedinica, što predstavljalabele osa!


Izrada dijagramaLinearna razmera

I D (A

)

0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

VD (V)0 0,2 0,4 0,6 0,8 1


Izrada dijagramaPolulogaritamska razmera

I D (A

)

10−8

10−7

10−6

10−5

10−4

10−3

10−2

10−1

VD (V)0 0,2 0,4 0,6 0,8 1


Izrada dijagramaLogaritamska razmera

Karakteristike nekih elektronskih komponenata cesto se aproksimirajupomocu funkcije oblika:

y = AxB ,

gde su A i B konstante. Ova zavisnost se može graficki predstaviti ulinearnoj i logaritamskoj razmeri. U logaritamskoj razmeri je:

log y = log A+ B log x ,

što daje linearnu zavisnost, koja je pogodnija za prikazivanje.

Primer: Za A= 5, B= 2 i 1, 00≤ x ≤ 1.000,00 , funkcija ima vrednosti:

5, 00≤ y ≤ 5.000.000,00



Funkcija y = AxB u linearnoj razmeri:



Funkcija y = AxB u logaritamskoj razmeri:



10

210

310

410

510

10 210 310 410 510 6101

Kod logaritamske razmere je cesta upotreba mreže, radi lakšeg ocitava-nja vrednosti.


Izrada dijagramaLabele

Ose se mogu obeležiti i strelicama, u smeru promene velicine. U tomslucaju se labele postavljaju pored strelica.

ID (A)

VD (V)0,00

0,05

0,10

0,15

0,20

0,25

0 0,2 0,4 0,6 0,8 1


Izrada dijagramaPotpis

Svaki dijagram mora da prati potpis (caption), koji sažeto opisuje šta jena dijagramu prikazano.

I D (A

)

10−8

10−7

10−6

10−5

10−4

10−3

10−2

10−1

VD (V)0 0,2 0,4 0,6 0,8 1

Slika 2. Strujno–naponska karakteristika diode 1N914.

U tekstu izveštaja se na dijagram poziva npr. „Na Sl. 2 je prikazana ...“.


Izrada dijagramaLegenda

Kada se na dijagramu nalazi više krivih, one se moraju jasno razlikovatipo boji i/ili tipu linije. Pored toga, moraju biti obeležene legendom.

I D (

A)

0,005

0,010

0,015

0,020

0,025

VD (V)

1,00 1,20 1,40 1,60 1,80 2,00 2,20 2,40

Crvena LE dioda

Zelena LE dioda


Izrada dijagramaParametarski dijagram

Kada se na dijagramu nalazi više krivih koje se menjaju parametarski,obavezno je obeležiti paramatar, kao i njegove vrednosti (u ovom slucajuparametar je struja IB).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

0 1 2 3 4 5

VCE (V)

I C (

mA

)

IB = 50 µA

100 µA

150 µA

200 µA

250 µA


Izrada dijagramaEksperimentalne vrednosti

Eksperimentalne vrednosti se prikazuju simbolima.

Y (

ord

inata

)

-0,50

0,00

0,50

1,00

1,50

2,00

2,50

3,00

3,50

X (apscisa)

-0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5

Teorijska vrednost

Eksperimentalna vrednost

Kada su eksperimentalne vrednosti dovoljno „guste“ mogu se povezatilinijama, ako to ima smisla.


Završne napomene

Prikazani materijal se može koristiti iskljucivo u obrazovne svrhe.

Profesionalno ponašanje u laboratoriji predstavlja osnovu tehnickekulture.

Bez obzira na prethodno iskustvo, oprez pri radu sa elektricnim sig-nalima mora uvek biti prisutan.

Za realizaciju konkretnih laboratorijskih vežbi potrebno je pripre-miti se proucavanjem odgovarajucih uputstava.

Nakon povezivanja kola, a pre prikljucenja napajanja, obavezna jeprovera.

Prilikom izracunavanja brojnih vrednosti uvek treba proveriti da liimaju fizickog smisla (mala je verovatnoca da ce rezultati merenjabiti eksaamperi ili femtoomi).

Laboratorijske vežbe su obavezne i preduslov za overu seme-stra!

Documents

Laboratorijski praktikum Z. Priji´c - Naslovna stranamikroelektronika.elfak.ni.ac.rs/files/Praktikum_EK.pdf · Uzemljenje je bezbedonosna mera, koja smanjuje mogu´cnost da korisnik