Pytania pomocnicze - ELM.02

Różnią się kątem przewodzenia elementu czynnego. Klasa A przewodzi cały okres, B połowę, AB nieco więcej niż połowę, a C mniej niż połowę okresu.

Ponieważ powoduje duże zniekształcenia nieliniowe sygnału. Dźwięk po takim wzmocnieniu nie byłby wiernym odwzorowaniem sygnału wejściowego.

W torach audio stosuje się głównie klasy A, B i AB. Szczególnie popularna jest klasa AB, ponieważ łączy dobrą jakość dźwięku z rozsądną sprawnością.

Kąt przewodzenia określa, przez jaką część okresu sygnału element czynny przewodzi prąd. Im krótszy kąt przewodzenia, tym zwykle większa sprawność, ale też większe zniekształcenia.

W klasie AB tranzystory przewodzą dłużej niż w klasie B, co zmniejsza zniekształcenia skrośne. Jednocześnie sprawność jest lepsza niż w klasie A.

Wzmacniacze klasy C stosuje się głównie w układach wysokiej częstotliwości, np. nadajnikach radiowych. Obwód rezonansowy może tam odtworzyć przebieg sinusoidalny mimo impulsowego przewodzenia.

To zmiana kształtu sygnału podczas wzmacniania, np. obcięcie sinusoidy lub pojawienie się dodatkowych harmonicznych. W audio objawia się to pogorszeniem jakości dźwięku.

Na schemacie transoptor zawiera zwykle diodę LED po stronie wejściowej i element światłoczuły po stronie wyjściowej. Między nimi są strzałki symbolizujące przekazywanie sygnału za pomocą światła.

A oznacza anodę diody LED, a K katodę. Przez te wyprowadzenia zasila się diodę wejściową transoptora.

Ponieważ sygnał jest przekazywany światłem, a nie przewodem elektrycznym. Wejście i wyjście nie mają bezpośredniego połączenia elektrycznego.

Stosuje się je m.in. do separacji mikrokontrolerów od układów mocy, w zasilaczach impulsowych, sterownikach przekaźników oraz układach automatyki.

Wzmacniacz zwiększa amplitudę sygnału, natomiast transoptor przede wszystkim przekazuje sygnał z izolacją galwaniczną. Nie jego głównym zadaniem jest wzmacnianie.

Po stronie wejściowej znajduje się dioda LED. Po przepływie prądu emituje ona światło odbierane przez element światłoczuły.

Sygnał wejściowy jest doprowadzony przez rezystor do wejścia odwracającego, a w sprzężeniu zwrotnym znajduje się kondensator. Wejście nieodwracające zwykle jest połączone z masą.

Kondensator znajduje się w pętli sprzężenia zwrotnego i gromadzi ładunek. Dzięki temu napięcie wyjściowe zmienia się proporcjonalnie do całki sygnału wejściowego.

Sygnał wejściowy jest podany na wejście odwracające wzmacniacza operacyjnego. Dlatego na wyjściu pojawia się sygnał o przeciwnym znaku względem działania całkowania.

Zależy od wartości rezystora wejściowego i kondensatora w sprzężeniu zwrotnym. Iloczyn R·C określa stałą czasową układu.

Na wyjściu powstaje napięcie narastające lub opadające liniowo w czasie. Kierunek zmian zależy od znaku napięcia wejściowego.

Układ całkujący przekształca sygnał zgodnie z całką w czasie, natomiast ogranicznik napięcia obcina sygnał powyżej lub poniżej określonego poziomu.

Detektor przejścia wykrywa moment, w którym sygnał zmienia znak, czyli przechodzi przez zero. Układ całkujący nie wykrywa progu, lecz sumuje sygnał w czasie.

Połączenie skoku wartości wyjściowej oraz krótkiego impulsu w chwili zmiany sygnału wejściowego wskazuje na regulator PD.

Człon P powoduje, że sygnał wyjściowy jest proporcjonalny do wartości uchybu. Przy skoku wejściowym daje natychmiastowy skok na wyjściu.

Człon D reaguje na szybkość zmian sygnału wejściowego lub uchybu. Przy nagłym skoku powoduje pojawienie się krótkiego impulsu.

Regulator PD daje skok i impuls na początku, natomiast regulator PI daje skok oraz późniejsze narastanie liniowe wynikające z całkowania.

Idealne różniczkowanie skoku wymagałoby impulsu o nieskończenie dużej wartości. W praktyce stosuje się układy różniczkujące z filtrowaniem i ograniczonym pasmem.

Regulator I całkuje sygnał wejściowy, dlatego po skoku jego wyjście narasta liniowo w czasie.

Regulator PID ma jednocześnie impuls, skok oraz składową narastającą liniowo. Regulator PD nie ma części narastającej liniowo.

Moc pozorna to iloczyn wartości skutecznej napięcia i prądu w obwodzie AC. Oznacza się ją literą S i podaje w woltoamperach VA.

Jednostką mocy pozornej jest woltoamper, oznaczany skrótem VA.

Wat W jest jednostką mocy czynnej, czyli mocy zamienianej na pracę, ciepło lub światło. Woltoamper VA jest jednostką mocy pozornej, czyli całkowitego obciążenia źródła w obwodzie prądu przemiennego.

War, zapisywany jako var, jest jednostką mocy biernej. Nie jest jednostką mocy pozornej.

Watogodzina Wh jest jednostką energii, a nie mocy. Określa ilość energii zużytej przez urządzenie o danej mocy w określonym czasie.

Moc pozorną oblicza się ze wzoru S = U · I, gdzie U to wartość skuteczna napięcia, a I to wartość skuteczna prądu.

Moc czynna P, bierna Q i pozorna S tworzą tzw. trójkąt mocy. Zależność między nimi opisuje wzór S² = P² + Q².

AF oznacza Alternative Frequencies, czyli częstotliwości alternatywne. Funkcja służy do automatycznego dostrajania radia do silniejszej częstotliwości tej samej stacji.

Podczas jazdy poziom sygnału z jednego nadajnika może spadać. AF pozwala automatycznie przełączyć odbiornik na inny nadajnik tej samej stacji.

Funkcja AF jest elementem systemu RDS, czyli systemu przesyłania dodatkowych danych razem z sygnałem radiowym FM.

AF odpowiada za automatyczne dostrajanie do alternatywnej częstotliwości. TA służy do odbierania komunikatów drogowych.

AF dotyczy wyboru najlepszej częstotliwości odbioru tej samej stacji. PTY informuje o typie programu, np. wiadomości, muzyka, sport.

Nie. AF nie reguluje głośności, tylko pomaga utrzymać dobry odbiór przez przełączanie na inną częstotliwość tej samej stacji.

Dla wzmocnień liniowych, np. w V/V, całkowite wzmocnienie jest iloczynem wzmocnień wszystkich stopni: KU = KU1 · KU2 · KU3.

Należy podzielić całkowite wzmocnienie przez iloczyn znanych wzmocnień pozostałych stopni. W tym zadaniu KU2 = 1000 / (10 · 5) = 20 V/V.

Oznacza stosunek napięcia wyjściowego do napięcia wejściowego. W praktyce jest to wielkość bezwymiarowa, ale zapis V/V pokazuje, że chodzi o wzmocnienie napięcia.

Ponieważ każdy kolejny stopień wzmacnia sygnał już wzmocniony przez poprzedni stopień. Efekt końcowy jest więc iloczynem kolejnych wzmocnień.

Wzmocnienia liniowe, np. V/V, mnoży się. Wzmocnienia wyrażone w decybelach dodaje się, ponieważ skala decybelowa jest logarytmiczna.

Wystarczy podstawić wynik do wzoru KU = KU1 · KU2 · KU3. Dla KU2 = 20 otrzymujemy 10 · 20 · 5 = 1000, więc wynik jest poprawny.

Stała czasowa określa szybkość ładowania lub rozładowania kondensatora. Jest równa iloczynowi rezystancji i pojemności: T = R · C.

Napięcie maleje wykładniczo, czyli szybko na początku i coraz wolniej w dalszym czasie. Nie spada liniowo.

Po czasie T napięcie spada do około 36,8% wartości początkowej. Oznacza to, że kondensator utracił około 63,2% początkowego napięcia.

Można poprowadzić styczną do krzywej w punkcie początkowym. Miejsce przecięcia tej stycznej z osią czasu odpowiada jednej stałej czasowej.

Im większa rezystancja, tym większa stała czasowa i wolniejsze rozładowanie kondensatora. Zmniejszenie rezystancji przyspiesza rozładowanie.

Większa pojemność powoduje większą stałą czasową, więc kondensator dłużej się ładuje i rozładowuje. Mniejsza pojemność skraca te procesy.

Jest taka sama, jeśli kondensator ładuje się i rozładowuje przez tę samą rezystancję. Gdy rezystancje są różne, stałe czasowe też będą różne.

Na wejściu pojawia się impuls wyzwalający, a na wyjściu pojedynczy impuls prostokątny o określonym czasie trwania. Po jego zakończeniu układ sam wraca do stanu stabilnego.

Przerzutnik monostabilny wymaga impulsu wyzwalającego i generuje pojedynczy impuls. Przerzutnik astabilny nie ma stanu stabilnego i samoczynnie generuje przebieg okresowy.

Histereza powoduje, że układ przełącza się przy różnych progach napięcia dla narastania i opadania sygnału. Dzięki temu układ jest odporniejszy na zakłócenia.

W układzie monostabilnym czas impulsu wyjściowego jest wyznaczany przez elementy czasowe, najczęściej rezystor i kondensator. Nie musi być równy czasowi trwania impulsu wejściowego.

Oznacza to, że układ naturalnie pozostaje w jednym stanie spoczynkowym. Drugi stan występuje tylko chwilowo po wyzwoleniu.

Bistabilny ma dwa trwałe stany i może pozostać w każdym z nich bez ograniczenia czasu. Monostabilny po wyzwoleniu wraca samoczynnie do jednego stanu stabilnego.

Stosuje się je do formowania impulsów, opóźnień czasowych, wydłużania impulsów oraz eliminowania przypadkowych zakłóceń w sygnałach sterujących.

Znak minus oznacza, że sygnał wyjściowy jest odwrócony względem wejściowego. Dla sinusoidy odpowiada to przesunięciu fazowemu o 180°.

W idealnym układzie zależy od stosunku rezystora sprzężenia zwrotnego do rezystora wejściowego: KU = -Rf/Rin. Nie zależy bezpośrednio od otwartego wzmocnienia wzmacniacza operacyjnego.

Podstawia się do wzoru KU = -R3/R1. Jeśli R3 = R1, to KU = -1 V/V.

R3 jest rezystorem sprzężenia zwrotnego. Doprowadza część napięcia wyjściowego na wejście odwracające i ustala wartość wzmocnienia.

Masa pozorna to punkt, który ma potencjał bliski 0 V, mimo że nie jest bezpośrednio połączony z masą. Występuje na wejściu odwracającym przy pracy z ujemnym sprzężeniem zwrotnym.

Nie. Wartość bezwzględna wzmocnienia wynosi 1, więc amplituda pozostaje taka sama. Znak minus informuje tylko o odwróceniu fazy.

Wzmacniacz odwracający zmienia fazę sygnału o 180° i ma wzmocnienie z minusem. Wzmacniacz nieodwracający zachowuje fazę sygnału i ma dodatnie wzmocnienie.