VIN Lab 1

Transkripcija

1 Vhodno izhodne naprave Laboratorijska vaja 1 - AV 1 Signali, OE, Linije VIN - LV 1 Rozman,Škraba, FRI

2 Laboratorijske vaje VIN Ocena iz vaj je sestavljena iz ocene dveh kolokvijev (50% ocene) in iz poročil z laboratorijskih vaj in domačih nalog (40% ocene). dodatno, neobvezno delo je vredno do 10% ocene vaj. Pogoj za opravljene vaje so: prisotnost na vajah ter uspešno in pravočasno oddana poročila z laboratorijskih vaj in domačih nalog. Zato, da je študent(ka) oproščen(a) pisnega dela izpita, mora zbrati najmanj 50% točk od skupne vsote vseh možnih točk obeh kolokvijev (vsak kolokvij pa vsaj 30%). VIN - LV 2 Rozman,Škraba, FRI

3 Laboratorijska vaja 1 - AV 1 Signali, OE, Linije Poudarki Signali: sinusni signal je ton (amplituda, fazni kot = faza ) pravokotni signal je sestavljen iz sinusnih komponent - tonov časovna, frekvenčna domena Osnove elektrotehnike (ponovitev?): Ohmov zakon (R, U, I) Kirchoffova zakona razumevanje osnovnih vezij (upori, povezave, kondenzator, tuljava) Prenosne povezave (linije) v praksi: frekv. komponente se različno prenesejo (amplituda, hitrost) -> signal (ovojnica) se popači (sorazmerno s frekvenco, razdaljo) VIN - LV 3 Rozman,Škraba, FRI

4 Lastnosti signala: npr. sinusni signal: u ( t ) A sin(2ft ) u(t): trenutna amplituda signala (velikost signala - npr. pri električnem signalu napetost signala u(t), ali tok i(t)) ob času t A: amplituda signala f: frekvenca signala (signal je periodičen, zato je f število period v sekundi) : faza (tudi fazni kot) premik signala glede na začetno stanje ali glede na drug signal u(t) u(t-) u(t) A u(t 1 ) t 1 t perioda T = 1/f VIN - LV 4 Rozman,Škraba, FRI

5 Urin signal - periodičen pravokoten signal T1 T2 Tn Ura T =10ns Perioda - cikel 1 sekunda Pri f = 100 MHz je v 1 sekundi period Frekvenca periodičnega signala f = število period (ciklov) v 1 sekundi Primer: f = 100 MHz Enota za frekvenco je Hertz (Hz) : 1 Hz = 1 perioda/s = 1 s -1 Čas trajanja ene periode T = 1 / f T 0,01 10 s 0,01s 10ns f 100MHz s VIN - LV 5 Rozman,Škraba, FRI

6 Sestava periodičnega pravokotnega signala VIR slik: Prikaz: VIN - LV 6 Rozman,Škraba, FRI

7 Sestava periodičnega pravokotnega signala VIRI: VIN - LV 7 Rozman,Škraba, FRI

8 Sestava periodičnega pravokotnega signala Amplituda VIRI: VIN - LV 8 Rozman,Škraba, FRI

9 Sestava poljubnega signala (frekvenčna sestava/analiza) VIRI: VIN - LV 9 Rozman,Škraba, FRI

10 Zvočna sestava periodičnega pravokotnega signala VIR: VIN - LV 10 Rozman,Škraba, FRI

11 Osnovni pojmi elektrotehnike Električna napetost - U [V]: DEF: razlika dveh električnih potencialov v dveh točkah»povzroči el. tok v sklenjenem tokokrogu«označena v dveh točkah s + (višji potencial) in (nižji potencial) Električni tok - I [A]: DEF: količina el. naboja (običajni nosilci so elektroni), ki preteče v nekem času Električna upornost - R [Ω]: 1 Amper := 1A = 6.241*1018 elektronov/sek = 1 Coulomb/sek smer: definirana obratno od smeri gibanja elektronov (tok pozitivnega naboja) ovira pretok naboja 2 tipa prevodnikov : žica: zanemarljiva upornost ( 0Ω) upor (upornik) deklarirana upornost v Ω VIN - LV 11 Rozman,Škraba, FRI

12 Osnovni pojmi elektrotehnike Ohmov zakon: izraža relacijo med napetostjo, tokom in upornostjo U, I sorazmerna: U = I R, I=U/R, R=U/I I U R Električna moč - P = U I [W] P = U I = U 2 /R=I 2 R Električna energija - E = P t [J = W s] E = P t = U I t VIN - LV 12 Rozman,Škraba, FRI

13 Osnovni pojmi elektrotehnike 1. Kirchoffov (napetostni) zakon (KVL - Kirchoff's Voltage Law) DEF: Vsota vseh napetosti v zaključeni zanki je enaka 0 Primer: VIN - LV 13 Rozman,Škraba, FRI

14 Osnovni pojmi elektrotehnike 2. Kirchoffov (tokovni) zakon (KCL - Kirchoff's Current Law) DEF: Vsota tokov v vozlišče je enaka vsoti tokov iz vozlišča ali. Vsota vseh tokov v vozlišču je enaka 0 VIN - LV 14 Rozman,Škraba, FRI

15 Osnovni pojmi elektrotehnike I. Zaporedna vezava uporov enak tok skozi upore upornosti in padci napetosti se seštevajo II. Vzporedna vezava uporov enak padec napetosti na vseh različni tokovi skozi upore 1/R = 1/R1 + 1/R2 + (Java Applet) (Javascript) Naloga z vezavo uporov VIN - LV 15 Rozman,Škraba, FRI

16 Lastnosti električnih linij model električne linije Prenosno električno linijo lahko predstavimo s poenostavljenim Modelom: R L C G Pri idealni liniji je upornost R = 0 in tudi prevodnost med vodnikoma G = 0 (upornost med vodnikoma je R = ). R je upornost linije L je induktivnost linije C je kapacitivnost med obema vodnikoma linije G je prevodnost med obema vodnikoma linije (določena z materialom vodnikov) (določena z materialom vodnikov) (razdalja med vodnikoma) (izolacija med vodnikoma) Frekvenca/ Impedanca 0 Hz 25 MHz 2.5 GHz Z L Z C Prenosna linija: Slabljenje signala v odvisnosti od frekvence? VIN - LV 16 Rozman,Škraba, FRI

17 Lastnosti električnih linij model električne linije Prenosno električno linijo lahko predstavimo s poenostavljenim modelom: R L C G Pri idealni liniji je upornost R = 0 in tudi prevodnost med vodnikoma G = 0 (upornost med vodnikoma je R = ). R je upornost linije L je induktivnost linije C je kapacitivnost med obema vodnikoma linije G je prevodnost med obema vodnikoma linije (določena z materialom vodnikov) (določena z materialom vodnikov) (razdalja med vodnikoma) (izolacija med vodnikoma) Frekvenca/ Impedanca 0 Hz 25 MHz 2.5 GHz Z L 0 Ω Ω 31.4 Ω Z C Ω Ω 6.36 Ω Prenosna linija: Slabljenje signala v odvisnosti od frekvence? VIN - LV 17 Rozman,Škraba, FRI