Skaitmeninės elektronikos teorija

1.Įvadas Elektronika, tai šiuolaikinė fizikos ir elektrotechnikos mokslo sritis. Nagrinėja prietaisus ir reiškinius, kurių veikimas pagrįstas elektronų judėjimu kietuose kūnuose. Yra informacijos perdavimo ir apdirbimo elektronika, ir pramoninė elektronika. Informacinė elektronika susijusi su informacinių signalų perdavimu. Energetinė elektronika atlieka elektros srovės rūšies keitimą ir energijos reguliavimą. Technologinė elektronika, tai tiesioginis elektroninių ir joninių spindulių panaudojimas paviršių apdirbimui. Ypatybės lemiančios elektros paplitimą: 1) didelis veikimo greitis; 2) didelis elektroninių įtaisų jautrumas; elektroniniai įtaisai gali fiksuoti sroves iki 10-9 A, o įtampas 10-3 – 10-7 V. 3) santykinai maži elektroninių įtaisų matmenys; 4) gali automatiškai sąveikauti su kitais panašiais elektroniniais įtaisais. 2.Pasyviniai elementai Elektroninė aparatūra sudaryta iš atitinkamų mazgų, kurie sudaryti iš aktyvių ir pasyvių elementų. Pasyvūs elementai jokių reguliavimų neturi. Jie turi daugiau ar mažiau tiesines charakteristikas. Prie pasyvių priskiriami – rezistoriai, kondensatoriai, droseliai, transformatoriai. Dažnai jų savybes apsprendžia viso mazgo veikimas. Rezistoriai. Jie skirti paskirstyti ar pareguliuoti elektros energiją. Per jį tekanti srovė išskiria šilumą, kuri yra išsklaidoma į aplinką. Skiriamos trys pagrindinės rezistorių rūšys: 1) pastovios varžos; 2) kintamos varžos; 3) specialūs rezistoriai, tai tokie, kurių varža priklauso nuo tam tikrų veiksnių (fotorezistoriai, termorezistoriai). Rezistoriai skirstomi ir pagal gamybos medžiagas: 1) angliniai (C1); 2) metalo pleveliniai (C2); 3) pleveliniai kompoziciniai (C3); 4) tūriniai kompoziciniai (C4); 5) vieniniai (C5). Kiekvieno tipo rezistoriai pasižymi tam tikromis savybėmis. Pagrindiniai rezistorių parametrai: 1) norminė varža (R); 2) santykinė paklaida (=(R/R)*100 R – paklaida). Nuo paklaidos priklauso rezistoriaus gabaritai ir kaina. 3) Nominali (vardinė) galia Pn, tai didžiausia galia, kurią rezistorius turi atlaikyti visą savo garantinį darbo laiką. Mažinant galią didėja elementų darbo patikimumas. 4) Temperatūrinis varžos koeficientas (). R2R1(1 +T)  - naudojamas apskaičiuoti R2 padidėjimui pakitus temperatūrai. T – temperatūrinis pokytis. Pvz.: vario 0,004 1/deg. 5) Gedimo intensyvumas (gedimo tikimybė per laiko vienetą). 6) Nuosavas triukšmo lygis (Etr). Dažniausiai būna šiluminis triukšmas. 7) Sukimo triukšmas. Atsiranda reguliuojamuose rezistoriuose dėl kontakto pasikeitimo. rezistoriai žymimi: Litavimas gali pakeisti rezistorių parametrus  2%. Pokyčiai gali būti grįžtami ir negrįžtami. Vibracija parametrus pakeičia 2%, pakeitimai negrįžtami. Drėgmė –6 10%, pakeitimai grįžtami. Temperatūra – grįžtamo pobūdžio. Kondensatoriai. Pramonėje jų gaminama daugiau negu rezistorių. Jie skirstomi pagal įtampą: pagal galią: pagal konstrukciją: 1) aukštos įtampos; 1) mažos galios; 1) pastovios talpos; 2) žemos įtampos. 2) didelės galios. 2) kintamos talpos; 3) paderinamo kondensatoriaus; 4) netiesiniai (talpa priklauso nuo įtampos) Pagal darbo režimą: Pagrindinis skirstymas pagal dielektriko medžiagas: 1) kintamos srovės; 1)keraminiai; 2) nuolatinės ir kintamos srovės; 2) stiklo; 3) tik nuolatinės srovės; 3)stiklo keraminiai; 4) impulsiniai; 4) žėručio; 5) universalūs. 5) popieriniai– plačiai paplitę. Dielektrikas – popierius, o laidininkas – aliuminio juostelė.(naudojamas impregnuotas popierius); dažniausiai talpa būna C=0,1200F; įtampa U=502000V; nuostolių kampas tg=0,0020,005; ribinis dažnis Frib=105Hz. 6) metalo popieriniai; 7) oriniai; 8)vakuuminiai; 9) polestirolio; 10)elektrolitiniai – populiarūs ir naudojami tik nuolatiniai srovei. Pagrindiniai kondensatorių parametrai: 1) nominali talpa (Cn). Jos reikšmės būna diskretinės. 2) Santykinė talpio nuokrypa (C/Cn). Pagal tikslumą ji būna lygi 8, nuo 1 %-20%. 3) Nominali darbo įtampa (Un), parodo elektrolito arba dielektriko elektrinį atsparumą. 4) Nuostolių kampas (tg); 5) Ribinis dažnis (Frib); 6) Gedimų intensyvumas 7) Vidutinis garantinis laikas; 8) Temperatūrinis talpio koeficientas (c); Žymėjimas: + (poliarinis, elektrolitinis nuolatiniai srovei) 3.Diodai Diodai, tai elementai turintys p-n sandūrą. Jį sudaro puslaidininkyje suformuota p-n sandūra su elektrodų išvadais – ominiais kontaktais, prijungtais prie abiejų sričių. Diskretiniai diodai yra konstruojami metaliniuose korpusuose, taip pat keraminiuose arba plastmasiniuose. Jie gali būti su išryškintomis p arba n savybėmis, tai priklauso nuo sandūros tipo, priemaišų koncentracijos ir eksploatacijos sąlygų. Elektroninėse grandinėse pasitaiko įvairaus tipo ir įvairios paskirties diodai. Žymime: p Diodų tipai: n 1)lygintuvinis arba impulsinis; 2)stabilitronas; 3)tunelinis; 1 2 3 4 4)atvirkštinis. Lygintuviniai diodai skirti kintamai srovei lyginti, paversti nuolatine srove. Jų veikimas pagrįstas p-n sandūros ventiline savybe. P-n sandūra praleidžia srovę tik viena kryptimi. Naudojami srovės lygintuvuose. Svarbiausi parametrai: 1) maksimali leistina atgalinė įtampa (URmax). Ją riboja sandūros pramušimo įtampa. 2) maksimali leistina tiesioginė srovė (IFmax). Ją riboja diodo išilimas. Diodai, kurių IF  10A vadinami lygintuviniais diodais, o kurių IF >10A – galios diodais. 3) Tiesioginė įtampa (UF); 4) Atgalinė srovė (IR). Kad būtų stipresnė leistina tiesioginė srovė diodai gaminami su didesnio ploto p-n sandūra. Dėl didelio ploto išauga parazitinės sandūros talpos, sumažėja diodo darbo dažnis (fmax). Jis paprastai būna iki kelių dešimčių kHz. Aukšto dažnio diodai skirti aukšto dažnio srovėms lyginti ir matuoti mažos galios grandinėse. Svarbiausi parametrai: 1) sandūros talpa; 2) maksimalus darbo dažnis (fmax). IFmax ir URmax yra mažesni negu lygintuvinių diodų. Kad pagerinti šiuos parametrus, sandūros plotas daromas kuo mažesnis. Taškinių diodų darbo dažnis fmax būna iki kelių dešimčių MHz. Impulsiniai diodai skirti dirbti perjungimo režimu, tai dvi būsenos kai diodas būna atviras arba uždaras. Jo savybės panašios į aukšto dažnio diodų savybes. Stabilitronai naudojami įtampai riboti ir stabilizuoti. Tokio tipo diodai dirba elektrinio pramušimo režimu. Naudojama elektrinio pramušimo savybė palaikyti pastovią įtampą atgaliniai srovei kintant plačiose ribose. Svarbiausi parametrai: 1) stabilizavimo įtampa UZ (elektrinio pramušimo įtampa); 2) minimali stabilizavimo srovė IZmin. Jai esant prasideda elektrinis pramušimas. 3) IZmax (maksimali stabilizavimo įtampa). Elektrinis pramušimas apima visą sandūros plotą ir pamažu virsta šiluminiu pramušimu. Tuneliniuose dioduose elektrinis tunelinis pramušimas vyksta esant bet kokio didumo atgaliniai įtampai. Tokias savybes turi diodai, kur p-n sandūra turi didelę priemaišų koncentraciją. Voltamperinė charakteristika I= f(U) dioduose aprašoma tokia lygtimi I=I0(eU/T – 1). I0 – šiluminė sandūros srovė. T - temperatūrinis potencialas. IF IF Tiesioginė sandūros įtampa yra pliusas, atgalinė – minusas. UZ UR UF IR Elektrinis pramušimas sandūros nesuardo, sumažėjus įtampai atsisako ventilinės savybės. 4.Optiniai elektroniniai prietaisai Optinė elektronika tiria optinius ir elektrinius reiškinius. Jų sąveikos procesai naudojami informacijai apdoroti ir paskirstyti. Optiniai spinduliai tai ultravioletiniai, regimieji ir infraraudonieji spinduliai, kurių bangų ilgis nuo 1mm iki 1 nm. Jų dažnis – 3*1011 - 3*1017 Hz. Trumpas bangos ilgis leidžia sukoncentruoti spindulių pluoštą į labai siaurą plotą. Todėl perduoti tokiam pluoštui pakanka mažo skerspjūvio šviesolaidžio. Optinio ryšio kanale informacija perduodama šviesa arba fotonų srautu. Fotonai yra elektriškai neutralios dalelės, kurios nesąveikauja nei su elektriniu, nei su magnetiniu lauku. Dėl šios priežasties optinio ryšio kanalas elektriniu požiūriu yra izoliatorius. Jame informacija sklinda viena kryptimi iš šaltinio į imtuvą. Pagrindiniai optinės elektronikos elementai yra optinių spindulių šaltiniai (spinduoliai), indikatoriai, optinio ryšio kabeliai (šviesolaidžiai), atminties įtaisai, fotoimtuvai ir elektros izoliatoriai arba obtronai. Gali būti naudojami tiek koherentinei, tiek ne koherentiniai spinduliai. Pagal tai skiriam du optinės elektronikos rūšis: koherentinė arba nekoherentinė. Nekoherentinė optinė elektronika išplečia funkcines elektroninės aparatūros galimybes. Naudojant optinius ryšius elektriškai izoliuojami vieni elementai nuo kitų. Koherentinė elektronika yra žymiai pranašesnė. Ji pasižymi didele optinio kanalo informacijos talpa. Optinį signalą galima moduliuoti erdvės ir laiko atžvilgiu, tai yra gali būti keičiamas spinduliavimo intensyvumas, spindulių dažnis, poliarizacija. Naudojant koherentinę optinę elektroniką spindulius galima nukreipti labai siauru pluoštu, todėl pasiekiamas didelis informacijos įrašymo tankis. Pagrindiniai įtaisai: 1) spinduoliai – šviesos šaltiniai. Puslaidininkiniai spinduoliai yra pagrindiniai nekoherentinių bangų optiniai šaltiniai. Spinduoliu vadinamas puslaidininkinis diodas, kuris elektros energiją transformuoja į optinio spinduliavimo energiją. Jis žymimas: Veikimo principas: tekant didesnei srovei tiesiogine kryptimi intensyviai išsiskiria šalutinė energija šviesos krantų arba fotonų pavidale. Fotonų energija ir šviesos bangos ilgis priklauso nuo krūvių energijos pokyčių.  = hc/E  - bangos ilgis; E –krūvio energijos pokytis ; h – Planko konstanta; c –šviesos greitis. Diodo spinduliuojamas šviesos stiprumas matuojamas tekant tam tikrai srovei tiesiogine kryptimi. Šviesos diodų skleidžiamos šviesos stiprumas būna 0,02  2*10-3 cd (kandela). Prie srovės 0,5  5mA. Šviesos diodo naudingumo koeficientas paprastai yra labai mažas 0,012. Taip yra todėl, kad maža šviesos dalis patenka į aplinką. Paprastai susidaro vidiniai ir paviršiniai atspindžiai, gaunami nuostoliai pačiame kristale ir diodo konstrukcijos elementuose. Naudojant sferinės formos kristalą galima padidinti naudingumo koeficientą iki 40%. Šviesos diodo voltamperinė charakteristika yra panaši į paprasto diodo, tik UR yra labai maža. IF 2) Fotoimtuvai. Taip vadinami puslaidininkiniai elementai, kurie valdomi šviesa. Apšvietus puslaidininkį (p-n sandūrą) fotonų srautas padidina laisvųjų krūvių skaičių. Tai yra vidinis fotoefektas. Naudojami dviejų rūšių fotoefektai: fotolaidumas ir UR ventilinis fotoefektas. Fotolaidumo pagrindu sukurtuose prietaisuose laidumas padidėja UF padidinus krūvių koncentraciją. Ventilinis fotoefektas vyksta puslaidininkiuose kuriuose yra p-n sandūra. Šviesos srautas padidina srauto koncentraciją prie p-n sandūros. IR Fotoimtuvų žymėjimas: a) fotorezistorius b) fotodiodas c) fototranzistorius d) fototiristorius a) b) c) d) Fotoimtuvų parametrai: 1) Jautrumas tai yra elektros parametro pokytis išėjime, kurį sukelia šviesos pokytis įėjime. Jautrumas būna nepastovus dydis. Jis priklauso nuo spindulių energijos, todėl naudojami siauresni parametrai, t.y statinis ir diferencialinis jautrumas. 2) Jautrumo slenkstis. Jis parodo mažiausią spindulių energiją, kuriai paveikus fotoimtuvo išėjime dar galima užfiksuoti elektrinį signalą. 3) Voltamperinė fotoimtuvo charakteristika. Ji nusakoma esant tam tikram šviesos srautui ir apšviestumui. 4) Spektrinė fotoimtuvo charakteristika. Ji rodo jautrumo priklausomybę nuo monochromatinės šviesos bangos ilgio (monochromatinė – vienos spalvos). 5) Energinė fotoimtuvo charakteristika. Tai yra foto srovės ir foto elektrovaros jėgos priklausomybė nuo šviesos srauto. Fotorezistorius. Jo veikimas pagrįstas fotolaidumo efektu. Jiems naudojami puslaidininkiai, kuriuose labai išreikštas fotolaidumo efektas. (sulfidai, selenoidai ir kt.). Jie yra palyginus inertiški. Jų inertiškumas priklauso nuo šviesos intensyvumo. Pvz.: kai intensyvumas yra 1000 lx (liuksų), tai laiko konstanta 1ms. Kai 1 lx, tai 1-3s. Privalumai: didelis jautrumas, platus spektrinis diapazonas, maži matmenys, gali dirbti tiek nuolatinės, tiek kintamos srovės grandinėse. Trūkumai: parametrai stipriai priklauso nuo temperatūros, didelis inertiškumas, netiesinė energinė charakteristika. Fotodiodas. Jo veikimas pagrįstas ventiliniu fotoefektu, t.y puslaidininkinis elementas turintis vieną p-n sandūrą. Jame dažniausiai šviesa nukreipiama statmenai sandūros paviršiui. Fotonų srautas padidina elektronų ir skylių koncentraciją. Skylės yra p srityje, elektronai – n srityje. Susidaręs potencialų skirtumas vadinamas fotoįtampa. Fotoįtampos maksimali reikšmė priklauso nuo puslaidininkio medžiagos. Fotodiodai gali dirbti dviem režimais: 1) be išorinio įtampos šaltinio (fotoventilinis), 2) su išoriniu įtampos šaltiniu prijungtu atgaline kryptimi (fotodiodinis). Pirmo režimo atveju fotodiodas dirba kaip fotogeneratorius, t.y transformuoja šviesos energiją į elektrinę energiją. Fotoįtampa priklauso nuo šviesos pagal logaritminį dėsnį. Fotoventilinis režimas naudojamas saulės energijai transformuoti elektros energija (saulės baterijose). Jų naudingumo koeficientas apie 20%. Fotoimtuvų pagrindiniai parametrai: 1) integralinis jautrumas 30mA/lm (lm- liumenas); 2) triukšmų lygis 10-9A; 3) šviesos spektrinės charakteristikos diagramos 0,3  15m 4) ribinis dažnis 107 Hz. Fototranzistorius. Jis dažniausiai jungiamas pagal bendro emiterio schemą. Foto srovė atlieka bazės srovės funkciją. Fotosrovė valdo kolektoriaus srovę. Pagrindinis pranašumas – kur kas didesnis jautrumas. Fototiristorius. Jis turi p-n-p-n sandūrą. Neapšviestas tiristorius dirba kaip paprastas tiristorius. Šviesos energija padidina laisvųjų krūvių skaičių ir atlieka tiristoriaus valdymo srovės vaidmenį. Naudojami didelės galios grandinėms komutuoti. Optronai,tai puslaidininkiniai prietaisai sudaryti iš spinduolio ir fotoimtuvo.Jie sujungti optiniu kanalu ir įrengti vienam korpuse. a) fotorezistorinis optronas b) fotodiodinis optronas c) fototranzistorinis optronas d) fototiristorinis optronas a) b) c) d) Veikimo principas pagrįstas dvigubu energijos kitimu. Spinduolis elektros energiją transformuoja į šviesos spindulį, kurį fotoimtuvas keičia elektros signalu. Spinduolis atskirtas nuo fotoimtuvo todėl obtronai vadinami elektros izoliatoriais. Informacija sklinda tik viena kryptimi, nėra grįžtamo ryšio. Optinio kanalo neveikia elektromagnetiniai laukai. Optrono spinduoliui keliami reikalavimai: 1) Didelis naudingumo koeficientas transformuojant elektros energiją į optinį signalą. 2) Kuo didesnė veikimo sparta 3) Pakankamai siaura spinduliavimo diagrama Spinduolio optinio kanalo paskirtis: 1) kuo mažesniais nuostoliais perduoti optinių spindulių energiją iš spinduolio į fotoimtuvą. 2) Izoliuoti spinduolį ir imtuvą. Elementariausi obtronai sudaryti iš spinduolio ir fotoimtuvo tarp kurių yra optinis ryšys ir elektros izoliacija vadinami optoporomis. Optronuose optinio kanalo paskirtį gali atlikti šviesolaidis. Jo ilgis nuo metro dalių iki dešimčių metrų. Tai yra tam tikra ryšio linija. Jame būdingas informacijos slaptumas, atsparumas trukdžiams. Maža masė ir maži matmenys. Pagrindiniai parametrai skirstomi į : 1) įėjimo 2) išėjimo 3) perdavimo 4) izoliacijos Įėjimo parametrai apibūdinami analogiškai spinduolių parametrams. Išėjimo – fotoimtuvams. Perdavimo charakteristika yra pagrindinė. Iex= f(Iin) Iex– išėjimo srovė; Iin– įėjimo srovė. Ji parodo priklausomybę Iex nuo Iin. Paprastai ji yra netiesinė, kadangi spindulių energija nėra tiesiog proporcinga tekančiai srovei. Netiesiškumas labiausiai pasireiškia esant mažoms srovėms. Ji labai priklauso nuo temperatūros. (brėžinyje) Iex, mA -600C Izoliacijos parametrai parodo maksimalią įtampą, kurią išlaiko izoliacija tarp optaporos 250C įėjimo ir išėjimo gnybtų. Maksimali įtampa, kurią atlaiko optinis kanalas 50kV = Umax. 800C Izoliacijos varža. Riz=1012. Pereinamoji talpa Cper=1pF. Didinant optinio kanalo ilgį izoliacijos parametrai didėja, tačiau didėja optinio kanalo kaina. Šiuolaikinių optronų trūkumai: 1)palyginus mažas naudingumo koeficientas dėl dvipusio energijos keitimo. 2)Didelė vartojimo galia 3)Parametrai priklauso nuo temperatūros 0 10 20 30 Iin,mA 4)Dideli vidiniai triukšmai 5)Sudėtinga gamybos technologija. 5. Injekciniai lazeriai Lazeriai yra vieninteliai koherentinės šviesos šaltiniai. Jis sužadinamas priverstiniu būdu. Sužadinti atomai svyruoja sinchroniškai, todėl skleidžiamos vienos krypties, to pačio dažnio, bangos ilgio, fazės, poliarizacijos bangos. Pirmieji puslaidininkiniai lazeriai buvo panaudoti 1965m. šiuo metu labiausiai paplitę injekciniai lazeriai. Lazerį sudaro šviesos diodas ir aukštos kokybės optinis rezonatorius. Rezonatorius lemia didelį spindulių intensyvumą, monochromatiškumą ir kocherentiškumą. Rezonatoriaus funkcijas atlieka puslaidininkinis kristalas. (du poliruoti lygiagretūs kristalo šonai). Polerizuotos plokštumos statmenos šviesos diodo p-n sandūrai. Poliarizuotų plokštumų atspindžio koeficientas siekia 20 – 40 %. Pagrindiniai lazerio parametrai: 1) labai maži matmenys ( rezistoriaus matmenys iki 10mikro m). 2) jungiklio režimu dirbančio lazerio perjungimo trukmė 10 –10s. 3) Aktyvaus spinduliavimo bangos ilgis 0,2 – 20 mikrometrų. Trūkumai: 1) Palyginti mažas koherentiškumo laipsnis 2) Didelė difrakcijos sklaida dėl mažų rezonatoriaus matmenų 3) Maža eksploatacijos trukmė. 6. Elektrinių signalų stiprintuvai 6.1 Stiprintuvų apžvalga Stiprintuvas, tai įtaisas padidinantis elektros signalo galę, tačiau nepakeičiantis jo formos. Elektros signalų stiprintuvų svarbiausios savybės: 1) Didelis jautrumas silpniems signalams. Reaguoja į sroves 10-17A ir į įtampas 10-10V. 2) Mažas inertiškumas. Greitai veikiančių elektros stiprintuvų reakcijos laikas 10-10s. 3) Lengvai keičiami parametrai ir charakteristikos. 4) Maži matmenys ir santykinai maža kaina. 6.2 Stiprintuvai skirstomi. Stiprintuvai skirstomi: 1) Plačiausiai naudojami puslaidininkiniai. Pagrindinis elementas tranzistorius. 2) Integraliniai stiprintuvai (įvairių mikroschemų pavidale). 3) Operaciniai stiprintuvai. Naudojami automatikoje, matavimo skaičiavimo prietaisuose, radiotechnikoje. Pagal stiprinamo signalo pobūdį stiprintuvai skirstomi: 1) nuolatinės srovės, įtampos 2) kintamos srovės, įtampos. Universalūs yra nuolatinės srovės stiprintuvai. Jie gali stiprinti tiek nuolatinius, tiek kintančius signalus. Prie kintamų priskiriami siaurajuosčiai, rezonansiniai. Jie stiprina tik tam tikro dažnio arba siauros dažnių juostos signalus. Radiotechnikoje plačiausiai naudojami plačiajuosčiai arba impulsiniai. Stiprintuvai dar gali būti skirstomi: 1) įtampos. Jų išskirtinis bruožas Ra >> Rex 2) srovės Ra KR Projektuojant įtampos daliklį su CK parazitinė C Kc=KR išanksto nežinoma. Jos apskaičiuoti neįmanoma, naudojamas trimeris – kintamos talpos kondensatorius. 0 t 0 t 0 t 7.5 Diferenciatoriai. Tai įtaisai skirti atlikti diferencijavimo operacijai. Signalo diferencijavimo operacija paprastai atliekama naudojant kondensatoriaus arba droselius. Tai vadinamoji RC grandinė. Uc Uin Uc Uex Uc C R Uin Uex t t t 7.6 Integratoriai, tai įtaisai skirti atlikti integravimo operacijas. Paprasčiausios RC grandinės. (2 schema dešinėje). Uin(t)=1(t) vienetinis šuolis. Uex=1-e-1/ . -laiko konstanta. R Uin Uex 1 Uin C Uex 0 t 0 t 7.7 Vėlinimo linijos skirtos impulsinei arba impulsų grupei uždelsti laiko atžvilgiu. Praktinis naudojimas: naudojamas impulsiniuose oscilografuose, kurie turi laukiančią skleistinę; stačiakampių impulsų generatoriuose; selektoriuose, dinaminiuose trigeriuose; kodavimo ir dešifravimo įrenginiuose. Vėlinimo linijų, vėlinimo laikas t turi būti nepriklausomas nuo impulso formos, trukmės ir amplitudės. Paprastai skirstomos į elektrines ir mechanines vėlinimo linijas. Elektrinės vėlinimo linijos sudarytos iš paskirstytųjų parametrų ilgųjų linijų. Praktinis pavyzdys: koaksialinis kabelis. Jame bangos sklidimo greitis v=200m/s. Iš čia darome išvadą, kad norint uždelsti 1s reikia 200 m kabelio. Tai ilgoji parametrų paskirstymo linija. Žymiai trumpesni yra specialios konstrukcijos kabeliai skirti signalams uždelsti. Juose mažas bangos sklidimo greitis. Jie pasižymi tuo, kad induktyvumas ir talpa yra pakankamai dideli dydžiai. Elektrinės vėlinimo linijos naudojamos kai reikia uždelsti signalą iki 10 s. Norint parinkti didesnį vėlinimo laiką naudojamos mechaninės vėlinimo linijos. Juose bangos sklidimo greitis yra mažesnis. Jos pasižymi tuo, kad elektrinis signalas transformuojamas į mechaninį ir linijos gale vėl į elektrinį. Dažniausiai mechaninę vėlinimo liniją sudaro kvarco plokštelė, gyvsidabrio plokštelė arba plieno strypelis. Bangos sklidimo greitis v=104 –105 kartų mažesnis negu elektrinėse. Mechaninės vėlinimo linijos dar vadinamos ultragarsinėmis. Yra naudojamos elektrinėms signalams pavėlinti keliomis dešimtimis arba šimtais s. Tokių linijų praktinis pritaikymas televizijos įrenginiuose uždelsti spalvinį signalą. Naudojamas SECAM sistemose. Signalas uždelsiamas 65s. 7.8 Netiesiniai formatuvai svarbiausi sudarantys elementai. Dažniausiai jais būna puslaidininkiniai diodai, tiesiniai elementai – kondensatoriai, rezistoriai netiesinių formatuvų schemose laikomi pagalbiniais. Netiesiniai formatuvai labai pakeičia signalų spektrą. Signalo spektro išplėtimas yra svarbiausiais netiesinių formatuvų požymis. Nupjovus (apribojus) sinusinį signalą jis gali tapti trapecinės formos signalu. Netiesiniai formatuvai keičia impulsų formą, parametrus, filtruoja trikdžius ir formuoja tam tikro pavidalo impulsus. Impulsinėje ir skaitmeninėje technikoje naudojami kelių rūšių netiesiniai Es formatuvai, tai yra ribotuvai, lygio fiksatoriai, komparatoriai. 7.9 Ribotuvai, tai netiesiniai keturpoliai ribojantys signalo amplitudę. Jeigu signalo amplitudė neviršija tam tikros slenkstinės įtampos ribotuvai negali keisti signalo formos. Ribotuvų skirstymas atsižvelgiant į perdavimo charakteristikas: 1) vienpusiai y y y y a) viršutinio lygio ys ys b) apatinio lygio 2) dvipusiai 0 x 0 t 0 x 0 t Skirstymas pagal jungimo schemą: ys ys 1) nuosekliuosius; 2) lygiagretusis. a) b) Jų išėjimo signalas dažniausiai yra įtampa. Nuoseklaus viršutinio ribotuvo schema dvipusis y y ys1 ys1 VD Uin R Uex Ra 0 x 0 t ys2 ys2 Es Kai U in Es nutrūksta signalas tarp išėjimo ir įėjimo Uex = Es. Ribotuvą apkrovus varža Ra įtampa varžoje R kinta, pasikeičia signalo forma. Sumažėja Es. Išėjimo įtampos forma priklauso nuo uždaro diodo barjerinės įtampos. Sukeitus diodo gnybtus gauname nuoseklų apatinio lygio ribotuvą. Jo savybės analogiškos viršutinio lygio ribotuvui tik pasikeičia perdavimo charakteristika. Nuosekliai sujungus viršutinio ir apatinio lygio ribotuvus gaunamas dvipusis signalo ribotuvas. Lygiagretūs ribotuvai riboja signalą viršijantį tam tikrą slenkstinę įtampą. Ribotuvų slenkstinė įtampa dažnai priklauso nuo temperatūros. Diodiniai ribotuvai naudojami, elektrinėse schemose tranzistoriams apsaugoti nuo viršįtampio. Dvipusiai ribotuvai stiprintuvams apsaugoti nuo didelės amplitudės įėjimų signalų. Vietoj diodų ribotuvuose gali būti naudojami tranzistoriai, operaciniai stiprintuvai, komparatoriai ir loginiai elementai. Tokio tipo ribotuvai veikia žymiai tiksliau. 7.10 Impulsiniai jungikliai. Elektrinėse grandinėse signalams komutuoti dažnai naudojami elektriniai jungikliai. Elektrinio jungiklio paskirtis analogiška kaip elektromechaninių relių. Stipriai skiriasi suveikimo laikas, vidinė varža ir kiti parametrai. Impulsiniai elektroniniai jungikliai sudaryti iš valdomosios ir komutuojamos grandinės. Komutuojama gali būti uždara arba atvira grandinė priklausomai nuo valdymo signalo. Projektuojant jungiklius yra siekiama, kad įjungto jungiklio varža būtu kuo mažesnė, o atjungto kuo didesnė. Jungiklio prijungimo slenkstinė įtampa turi išlikti pastovi kintant aplinkos temperatūrai, maitinio įtampai, ir veikiant kitiems atsitiktiniams faktoriams. Jungiklis turi veikti pakankamai greitai, kad nepasikeistų jungiklį valdančio signalo minimali reikšmė. Jungiklių gamybai naudojant tranzistorius geriausiai tenkinami jungikliam keliami reikalavimai.

Daugiau informacijos...

★ Klientai rekomenduoja

Šį rašto darbą rekomenduoja mūsų klientai. Ką tai reiškia?

Mūsų svetainėje pateikiama dešimtys tūkstančių skirtingų rašto darbų, kuriuos įkėlė daugybė moksleivių ir studentų su skirtingais gabumais. Būtent šis rašto darbas yra patikrintas specialistų ir rekomenduojamas kitų klientų, kurie po atsisiuntimo įvertino šį mokslo darbą teigiamai. Todėl galite būti tikri, kad šis pasirinkimas geriausias!