Nekaj definicij

polprevodnik snov po prevodnosti med prevodniki in izolatorji. Polprevodnik prevaja, če z dovedeno energijo presežemo njegov prepovedani pas.

signal pojav, ki nosi informacijo o obnašanju sistema

impedanca lastnost elementov frekvenčni pas omejujeta fmin in fmax elektriški filter naprava, ki prepušča določen del frekvenc

integrirano vezje je miniaturen element iz polprevodnega materiala, ki združuje v sebi množico vezij, katera opravljajo vsak svojo funkcijo

Frekvenca

• Katero nihalo niha z večjo frekvenco?

T = 5 sT = 5 s

u

t

T = 5 s

Elektriški filtri• Vezja• Vhodni in izhodni signal• Elektriški filtri so vezja, ki

povzročajo – 1) fazni zamik in – 2) spremembo amplitude

(spremembe impedance filtra)– 1) in 2) veljata za določen

frekvenčni pas• Napajanje filtrov

– pasivni filtri (impedance elementov)– aktivni filtri (fazno ujete zanke -

PLL)• Kako imenujemo filter, če je

amplituda signala odziva– na eni frekvenci (pasu frekvenc)

največja/najmanjša? – če je na nizkih/visokih frekvencah

najmanjša/največja?

• Digitalni filtri– Vzorčenje (odčitek opazovane veličine, ponavadi s konstantnim časovnim korakom)

– Analogno/digitalna predtvorba (A/D) – obdelava– Digitalno/analogna pretvorba (D/A)

• Obdelava vhodnega signala v realnem času– Na izhodu D/A pretvornika se pojavi signal,

preden na vhodu vzorčimo naslednjič

• Naknadna obdelava

Elektriški filtri

Dva preprosta primera pasivnih filtrov

• A: Zaporedna vezava R in C

• B: Zaporedna vezava C in R (elementa R in C zamenjamo)

I

Za vsako frekvenco• Določimo tok I• Določimo napetost Uizh

Za vsako vezavo posebej določimo potek Uizh (f) in vrsto filtra

Fazni kot φ z vektorji (kazalci)

!!! dolžine vektorjev so vrednosti konica-nič (polovica konica-dno)

RURI

φ = 0º

Na uporu se tok pojavi skupaj z napetostjo (tok je v fazi z napetostjo)

UPOR

CU

CI φ=90º

Na kondenzatorju se tok pojavi pred napetostjo (tok prehiteva napetost)

i C e

KONDENZATOR

A: tok I pri f1 : zaporedna vezava R

in C• Uvh= 440V, R = 90Ω, C = 3μF, f1 = 60Hz

1 2 2 2

2

1

2 122 2 2

26 3

2 5 2

( )1

2

440 440

101 8100902 60 3 10 1,13 10

440 4400,495

8898100 7,82 10

vh vh vh

C

U U UI f

Z R XR

f C

V V

VsAs

V VA

R

XC

Z φ

1 1 1 11

1( ) ( ) 0,495

2izh CU I f X I f Af C

1V s

31,13 10 A s

438V

A: tok I pri f2 : zaporedna vezava R

in C• Uvh= 440V, R = 90Ω, C = 3μF, f2 = 1000Hz

2 2 2 2

2

2

2 62 2 2

23 6

2 3 2

( )1

2

440 440

101 81009018,82 10 3 10

440 4404,21

1048100 2,81 10

vh vh vh

C

U U UI f

Z R XR

f C

V V

VsAs

V VA

R

XCZ

φ

2 2 22

1( ) ( ) ( ) 4,21

2izh CU f I f X I f Af C

1V s

318,8 10 A s

224V

• za vezje A izračunamo uizh pri vseh frekvencah od 1 do 10 kHz

• za vezje B izračunamo uizh pri vseh frekvencah od 1 do 10 kHz

• obstaja lomna frekvenca filtra vezave RC, pri kateri moč na izhodnem elementu pade na polovico, napetosti na obeh elementih R in C pa sta pri flomna

enaki

• ČE želimo lomno frekvenco pri 100 Hz, R pa ostane enak, mora C znašati:

Še za ostale frekvence…

1589

2lomnaf HzRC

31 10 177 10 177

2 2 90 100lomna

C , F FRf Hz

22CR uu

(A) nizkoprepustni

(B) visokoprepustni

Vpliv lomne frekvence na potek izhodne napetosti

438 V

224 V