Osnovi poja ava ke tehnike (ELE EKM) 1 od 3leda.elfak.ni.ac.rs/education/elektronika...Kolokvijum II (20.01.2018.) 20% ... Ispit : Zadaci 20% Teorija 20% Bez 15% predispitnih – NE

Osnovi pojačavačke tehnike (ELE EKM) 1 od 3

1

Osnovi elektronikeProf. dr Predrag Petković, red. prof.M.S. Dejan Mirković, asistent (tabla)dr Srđan Đorđević, asistent (lab)dr Marko Dimitrijević, docent (lab)

10. oktobar 2017. 1Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/

Dobrodošli na drugu godinu studija

Osnovi elektronikeLiteratura:Основна литература: 1. В. Литовски, Основи електронике,Академска мисао, 2006, ISBN: 86-7466-227-7

2. В. Павловић, et. al., Практикум лабораторијских вежби из Основа електронике, Електронски факултет Ниш, 2011.

3. Презентација са предавањаhttp://leda.elfak.ni.ac.rs/?page=education/elektronika/elektronika.htm


Osnovi elektronikeLiteratura:

Додатна литература:

1. A. Sedra, K. Smith, Microelectronic Circuits, Oxford University Press, New York, Oxford 2004, ISBN 0-19-514252-7.

2. T.Schubert, E.Kim, Active Non-Linear Electronics, Wiley, New York, 1996.


Osnovi elektronikePredispitne obaveze:

Redovno pohađanje nastave (predavanja+vežbe) 10%

Odbranjene laboratorijske vežbe 10%Kolokvijum I (25.11.2017.) 20%Kolokvijum II (20.01.2018.) 20%


Ispit:Zadaci 20%Teorija 20%

Bez 15% predispitnih – NE MOŽE DA SE POLOŽIčak i ako se uradi ispit za 10 (sa 100%)


2

Osnovi elektronikePredispitne obaveze:

Redovno pohađanje nastave (predavanja+vežbe) 10%

Odbranjene laboratorijske vežbe 10%Kolokvijum I (25.11.2017.) 20%Kolokvijum II (20.01.2018.) 20%


U januarskom roku

Kolokvijumi se boduju sa po 50%

Ukupan skor u januaru može biti 120% pre ispita

Osnovi elektronike


Redovnost:Nastava 10%Laboratorija 10%

U januarskom roku Kolokvijumi se boduju sa po 50%

ALI

Godina slušaloPoložilo januara

Prijavilo do

oktobra

Izašlo do oktobra

Položilo do

oktobra

2014/15 57 27 (47%) 18 11 3

2015/16 45+4 38 (84%) 2 0 0

Statistika:

Osnovi elektronike


To nije sve

U ovom trenutkuSvi danas imate desetke

sa 120%

ALI…

Osnovi elektronike

Svi danas imate desetke sa 120%

Nedolaskom na nastavu gubite svake nedelje po

(10%)/14=0.72%Neblagovremeno odbranjena lab. vežba, odbija se po

(10%)/6=1.66%Svaki neurađeni zadatak na kolokvijumu odbija se

(25%)/2=12.5%

Pogrešan odgovor na testu odbija se oko (25%)/6=4.17%


Procenat 120-95 94-85 84-75 74-65 64-55

Ocena u januaru

10 9 8 7 6


3

Osnovi elektronike

Da li postoji igde bolja ponuda?

Kolokvijumi i ispit imaju dva dela: Zadaci + TeorijaZa oba postoji jasan prag za prolaznu ocenu.Za zadatke to je rešavanje zadataka poznatih sa

predavanja ili vežbi (identični )Za teoriju odgovori na pitanja:

elementarna = broju nastavnih nedelja (14)obavezna = broju časova (42)


To nije sve

Osnovi elektronike

Praktično:Zadaci:50% zadataka su poznati sa domaćih ili vežbi – identični (1/2)

Na ispitu 2 poznata (1/2) za 61 sličan onome što je rađeno na vežbama, za 7-81 potpuno nov, za 9-10

Teorija: elementarna+obavezna pitanja za 6ispitna pitanja (3 po času <126) za 7-10


Osnovi elektronike

Svako predavanje završava se slajdovima na kojima su navedeni:

Elementarno pitanje

Tri Osnovna pitanja

Do devet ispitnih pitanja

Po završetku svih predavanja spisak svih pitanja biće dostupan na sajtu leda.elfak.ni.ac.rs


Osnovi elektronike


Pitanja?


4

Osnovi elektronike

Konsultacije:utorak, sreda, petak 11-12h kabinet 207najbolje da se najavite preko web sajta

http://leda.elfak.ni.ac.rs/ „pitanja profesoru“ili preko e-mail adrese: [email protected]

sa asistentima – prema dogovoru sa njima


Osnovi elektronikePredispitne obaveze: U JANUARU OSTALO

Redovno pohađanje nastave (predavanja+vežbe) 10% 10%

Odbranjene laboratorijske vežbe 10% 10%Kolokvijum I (prva nedelja u decembru) 50% 20%

Kolokvijum II (poslednja nedelja predavanja) 50% 20%

------------------------------120% 60%


Ukupan skor u januaru može biti 120% PRE ISPITASavet: Izađite na kolokvijumMNOOOOGO JE LAKŠE!

Osnovi elektronike


Predavanja prate „Case study“ pristup - Analiza slučaja:

„Pravimo“ audio pojačavač

Osnovi elektronike


Šta će nam elektronika?Prva asocijacija

Audio pojačavač?

?


5

Osnovi elektronike


Mikrofon?

Osnovi elektronike


600 ohms Zašto je ovo važno?

Osnovi elektronike


-55dB (1kHz; 0dB=1V/Pa) ?

Osnovi elektronike



dB – decibel20 x logaritam (osnove 10) odnosa dve istorodne veličine (napon/napon)

Šta ovaj podatak znači?

Iz njega treba izračunati koliki napon se generiše na izlazu zvučnika, kada se pobudi pritiskom od 1Pa.

Kako?


6

Osnovi elektronike



20log(Vx/Vn) za Vn=1V koliko je Vx =-55dB u voltima?

20log(Vx/1) =-55dBlog(Vx/1)= log(Vx)= -55/20=-2.75Vx=10-2.75=0.001778V=1.778mV

Znači, pobuđen pritiskom od 1Pa, generisaće napon od 1,778mV.

Osnovi elektronike


Zvučnik?

Znom=8 ohm

System Power=110W

Zašto su ovi

podaci važni?

Osnovi elektronike


Treba izračunati koliki je napon potreban da bi se obezbedila potrebna snaga na zvučniku.Snaga na otporniku ?

P= V*IP=V*(V/R)=V2/R

R=8ohm; P=110WV=?V2=P*R=880 Koliki napon treba da bismo imali 10W?(8.9V)

29.66V880V ==

Osnovi elektronike


5mV

600Ω

8Ω

100W


7

Osnovi elektronike


Čemu služi pojačavač?

Osnovi elektronike


Da pojača ulazni signal.Zašto?Da bismo dobili željeni signal na izlazu.Da li je samo važno pojačanje?Ne! Treba da pojača BEZ izobličenja!

5mV

600Ω

8Ω

100W

Osnovi elektronike



Da dobijemo potreban napon na potrošaču (zvučniku)

KAKO i ZAŠTO?

10. oktobar 2017. Uvod http://leda.elfak.ni.ac.rs/

28

Primer 1.1: Mikrofon koji daje na izlazu napon efektivne

vrednosti od 10mV i ima izlaznu otpornost od 600Ω Ω Ω Ω treba

priključiti na potrošač od 8ΩΩΩΩ. Izračunati naponsko i

pojačanje snage kada se priključi:

a) direktno

b) preko pojačavača koji daje 100 puta veći napon

na izlazu Ao=100V/V, Ru=10ΩΩΩΩ i Riz=1MΩΩΩΩ

c) preko baferskog pojačavača koji ima

Ao=1, Ru=1MΩΩΩΩ i Riz=10ΩΩΩΩ

Pojačanje signala


8


29

a) direktno

Pojačanje signala

vsRs Rp vp

V/V 013.010

13.0

mV13.010600

8

za

===

==

≈>>+

=

mV

mV

sv

pv

A

mV

v

sR

pR

pR

sRv

pR

sR

pR

v ssp

( )

( )

W/W102.12nW164

nW2

164nW1064.1608

10100

608

1010

nW21011.28

1069.1

8

1013.0

3

7623

9823

2

−

−−−

−−−

⋅===

=⋅=⋅

=⋅

=+

⋅=⋅=

≈⋅=⋅

=⋅

==

sP

pP

A

pR

sR

sv

sv

si

sv

sP

W

pR

pv

P

p

p

Signal mnogo oslabljen!

Zašto?

Šta je sa snagom?


30





b) preko pojačavača koji daje 100 puta veći napon

na izlazu Ao=100V/V, Ru=10ΩΩΩΩ i Riz=1MΩΩΩΩ

Pojačanje signala


31

b) preko pojačavača (Ao=100, Ru=10ΩΩΩΩ i Riz=1MΩ)Ω)Ω)Ω)

Pojačanje signala

vs

Riz

RuRs Aovu Rpvu vp

( )

so

uop

v

uR

sR

uR

A

pR

izR

pR

vA

pR

izR

pR

v

⋅+

⋅⋅+

=

=⋅⋅+

=

( ) ( )

[W/W] 105.130nW9.163

pW4.21

;nW9.163610

1010 ;pW4.21

8

101.13

6

23262

−

−−

⋅===

≈⋅

+⋅==

⋅==

sP

pP

A

pR

uR

sv

svP

pR

pv

P

p

Sp

Napon još više oslabljen!!!

iako je pojačanje 100 puta!!!

Zašto???Šta je sa snagom?

[V/V] 00131.010mV

V1.13

V1.1310610

8000

10600

10100

8000,000,1

86

===

=⋅

≈⋅+

⋅⋅+

=

µ

µ

sv

pv

A

vv sp


32





c) preko baferskog pojačavača koji ima

Ao=1, Ru=1MΩΩΩΩ i Riz=10ΩΩΩΩ

Pojačanje mu je 1!!!

Šta to znači?

On ne pojačava – ali ga i ne slabi!!!

Pojačanje signala


9


33

c) preko baferskog pojačavača (Ao=1, Ru=1MΩΩΩΩ i Riz=10Ω)Ω)Ω)Ω)

Pojačanje signala

vs

Riz

RuRs Aovu Rpvu vp

[W/W] 24210

42.2

10

W42.2

2

===

≈+

⋅=

==

pW

μW

sP

pP

A

pW

pR

uR

sv

svP

pR

pv

P

p

S

p µ

Šta je sa snagom?

( )

so

uop

v

uR

sR

uR

A

pR

izR

pR

vA

pR

izR

pR

v

⋅+

⋅⋅+

=

=⋅⋅+

=

[V/V] 44.010mV

.4mV4

mV4.410mV600,000,1

000,000,1

18

810mV

000,000,1600

000,000,11

810

8

===

=⋅⋅=⋅+

⋅⋅+

=

sv

pv

A

v p

Napon oslabljen, samo 44% od vs

Osnovi elektronike



Da dobijemo potreban napon na potrošaču (zvučniku)

KAKO RADI?

Sadržaj

1. Uvod (Osnovi pojačavačke tehnike)2. Operacioni pojačavači 3. Realni pojačavači 4. Pojačavači sa povratnom spregom5. Oscilatori 6. Pojačavači velikih signala 7. Usmerači i stabilizatori8. Šumovi


Sadržaj

1. Uvod a. Definicija pojačanja b. Osobine pojačavačac. Simbol pojačavačad. Modeli pojačavačae. Klasifikacija pojačavača prema tipu signalaf. Frekvencijske karakteristikeg. Polarizacijah. Prenosna karakteristika



10


37

Pojačanje signala

Mikrofon konvertuje zvučni signal u električni

(transdjuseri - transducers)

Za nas je to IZVOR SIGNALA


38

Pojačanje signalaSignal dolazi iz izvora – generatora signala koji mogu da se predstave kao

generator napona generator struje

Svaki realni generator električnog signala može se predstaviti ekvivalentim

naponskim (Tevenen) ili strujnim (Norton) generatorom.

Realni generator = idealni + unutrašnja otpornost


39

Pojačanje signala

Koliki su napon i struja na izlazu generatora sa slikeako su krajevi otvoreni?

)()( tvtv sio =

0)( =tiio

vio(t)=? vio(t)=?

)()( tiRtv ssio ⋅=

0)( =tiio

iio(t)=? iio(t)=?


40

Pojačanje signala

Koliki su napon i struja na izlazu generatora sa slikeako su krajevi kratkospojeni?

0)( =tvik

s

sik

R

tvti

)()( =

iik(t) iik(t)vik(t) vik(t)

0)( =tvik

)()( titi sik =


11


41

Pojačanje signala

Primer 1.2: Merenjem je utvrđeno da je napon

praznog hoda generatora vio=10mV i da je struja

kratkog spoja iik=10µµµµA .

Odrediti vrednosti parametara modela ekvivalentnog

Tevenenovog generatora.

0=−− ioioss viRviov

0=ioi

=sv mV10=iov

0=− ios vv

0


42

Pojačanje signala





Tevenenovog generatora.

)(

)(

)(

)(

ti

tv

ti

tvR

ik

io

ik

ss == Ωk1==

A

mV

µ10

10

iki

0=ikv

0=−− ikikss viRv

0

0=− ikss iRv


43

Pojačanje signala





Nortonovog generatora.

)(

)(

ti

tvR

S

ios = Ωk1==

A

mV

µ10

10

0=− ioss viRiov

0=ioi

si


44

Pojačanje signala





Nortonovog generatora.

=si A10µ=ikisik ii =


12


45

Pojačanje signala

Kako izgleda proizvoljni električni signal?

Promenljiv i nepredvidljiv u vremenu


46

Pojačanje signala

Teško je obrađivati

ovakav signal u

vremenskom

domenu, još teže je

projektovati kolo

koje će to da radi.

Prelaz iz vremenskog u frekvencijski domen:

Furijeova transformacija

Jean Baptiste Joseph Fourier(1768 –1830)

Pierre-Simon, marquis de Laplace(1749 –1827)

Može li drugačije? Kako?


47

Pojačanje signala

Metod: Furijeov red

Svaki periodični vremenski promenljiv

signal može se prikazati kao zbir

prostoperiodičnih signala različitih

amplituda i frekvencija.


48

Pojačanje signala

Šta je prostoperiodični signal?

)sin()sin()( tVtVtv aaa ωφω =+=

Amplituda: Va = max. vrednost

Frekvencija: f=1/T (Hz)

Kružna frekvencija ωωωω=2π π π π f (rad/s)

Faza φ=0φ=0φ=0φ=0 (za slučaj sa slike)

Kako bi izgledao za φφφφ=ππππ/2?

Trenutna vrednost; u trenutku t

Efektivna vrednost

Srednja vrednost

2/aaeff VV =

0V =A


13


49

Pojačanje signala(Složeno) Periodični signal v(t) - periodično se

ponavlja u vremenu, ima definisanu periodu, a

time i frekvenciju:

Amplituda: V

Frekvencija: fo=1/T (Hz)

Kružna frekvencija

ωωωωοοοο=2π π π π f (rad/s)

Faza φ=0φ=0φ=0φ=0

v(t)

t

T


50

Pojačanje signala

Metod: Furijeov red

Svaki periodični, vremenski promenljiv,

signal može se prikazati kao zbir

prostoperiodičnih signala različitih

amplituda i frekvencija.

Zato se naziva složenoperiodični signal.

...)5sin5

13sin

3

1(sin

4)( +++= ttt

Vtv ooo ωωω

π


51

Pojačanje signala(Složeno) Periodični signal

...5sin4

5

13sin

4

3

1sin

4)( +++= t

Vt

Vt

Vtv ooo ω

πω

πω

πv(t)

Frekvencijski

spektar

pravougaonog

periodičnog

signala

harmonici

Osnovna frekvencija


52

Pojačanje signala

Aperiodični

signal

Frekvencijski spektar

KONTINUALAN

v(t)

dalje


14


53

Pojačanje signala

Zašto je ovo važno?

Svaki signal ima „sliku“ u frekvencijskom domenu

Mi neke frekvencije čujemo, a neke ne čujemo.

Za audio pojačavač, treba da posmatramo samo

frekvencije koje čujemo.

dalje

Time se problem

pojednostavljuje –

ograničeni

frekvencijski opseg


54

Pojačanje signala

Zadaci:

1. Odrediti frekvenciju i kružnu frekvenciju sinusnog

signala periode 1ms.

2. Odrediti periode sinusnih signala frekvencija:

50Hz, 1MHz, 1GHz.

(f=1kHz, ω=2000π)

(0.02s, 1µs, 1ns)


55

Pojačanje signala

Zadatak:

Pojačati signal bez izobličenja – isti oblik veća amplituda

vu(t)vi(t)

)()( tvAtv ui ⋅=

Pojačanje A = const.

Pojačanje signala – neophodno u svakom sistemu za obradu signala


56

Pojačanje signala

Uloga pojačavača:

Da pojača ulazni signal(napon, struja)

BEZ IZOBLIČENJA!

Kakve karakteristike treba da ima da bi obavio tu ulogu?

Odgovor kasnije - tokom kursa dalje dalje2


15


57

Pojačanje signala

Simbol pojačavača :

Uzemljenje, masa, referentni čvor!!!

umesto

ulaz izlaz

Simbol 1

ili ulaz izlaz

Simbol 2


58

Pojačanje signala

Simbol pojačavača:

umesto

Linearni pojačavač

Priključivanje potrošačaPriključivanje pobude

vu(t) viz(t)=A·vu(t)

simbol


59

Šta smo naučili?

• Koja je uloga pojačavača?

• Karakteristike prostoperiodičnog signala u vremenskom i frekvencijskom domenu (amplituda, efektivna vrednost, perioda, faza, frekvencija, kružna frekvencija, frekvencijski spektar).

• Simbol pojačavača

Na web adresi http://leda.elfak .ni.ac.rs

> EDUCATION > OSNOVI ELEKTRONIKE

slajdovi u pdf formatu10. oktobar 2017. Uvod

http://leda.elfak.ni.ac.rs/60

Ispitna pitanja

1. Šta su transdjuseri?

2. Odrediti vrednosti parametara ekvivalentnog Tevenenovog i Nortonovog modela generatora na kome je izmeren napon praznog hoda od 10V i struja kratkog spoja od 500mA.

3. Koliki je napon na izlazu neopterećenog realnog generatora nominalnog napona 10V koji ima unutrašnju otpornost 10ΩΩΩΩ

(praznog hoda)? Koliko iznosi struja kratkog spoja?

4. Koliki je napon na izlazu generatora nominalnog napona 10V koji ima unutrašnju otpornost 100ΩΩΩΩ , ako je opterećen otpornošću od 100Ω?Ω?Ω?Ω?

5. Karakteristike složenoperiodičnog signala u vremenskom i frekvencijskom domenu.

6. Karakteristike aperiodičnog signala u vremenskom i frekvencijskom domenu.


16


61

Sledeće nedelje:

Osnovi pojačavačke tehnike (nastavak)

• Uzroci izobličenja signala

• Frekvencijske karakteristike pojačavača

• Jednosmerno napajanje i prenosna karakteristika pojačavača

• Klasifikscija pojačavača

Na web adresi http://leda.elfak .ni.ac.rs

> EDUCATION > OSNOVI ELEKTRONIKE

slajdovi u pdf formatu

Documents

Osnovi poja ava ke tehnike (ELE EKM) 1 od 3leda.elfak.ni.ac.rs/education/elektronika...Kolokvijum II (20.01.2018.) 20% ... Ispit : Zadaci 20% Teorija 20% Bez 15% predispitnih – NE