Pytania pomocnicze - ELM.05

Połączenie emiter pierwszego tranzystora z bazą drugiego jest najbardziej charakterystyczne. Kolektory obu tranzystorów są zwykle połączone razem.

Największą zaletą jest bardzo duże wzmocnienie prądowe. Mały prąd bazy pierwszego tranzystora może sterować dużym prądem obciążenia.

Ponieważ prąd sterujący przechodzi przez dwa złącza baza-emiter. Dla tranzystorów krzemowych daje to zwykle około 1,2–1,4 V zamiast około 0,7 V.

Układ wspólnego emitera to podstawowa konfiguracja pojedynczego stopnia wzmacniającego. Darlington to połączenie dwóch tranzystorów zwiększające wzmocnienie prądowe.

Układ różnicowy porównuje dwa sygnały wejściowe i wzmacnia ich różnicę. Układ Darlingtona służy głównie do uzyskania bardzo dużego wzmocnienia prądowego.

Układ przeciwsobny zwykle wykorzystuje dwa tranzystory pracujące naprzemiennie dla dodatnich i ujemnych połówek sygnału. W Darlingtonie tranzystory są połączone kaskadowo prądowo.

Stosuje się je do sterowania elementami wymagającymi większego prądu, np. przekaźnikami, silnikami, elektromagnesami lub mocniejszymi diodami LED.

Najczęściej znajduje się bezpośrednio za mieszaczem i przed detektorem. Na schemacie z pytania jest to blok 4, ponieważ blok 2 to mieszacz, a blok 5 to detektor AM.

Mieszacz łączy sygnał odebrany z anteny z sygnałem heterodyny. W wyniku tego powstaje sygnał o częstotliwości pośredniej.

Heterodyna to lokalny generator sygnału. Jej sygnał jest doprowadzany do mieszacza, aby umożliwić przemianę częstotliwości odbieranego sygnału.

Stała częstotliwość pośrednia ułatwia wzmacnianie i filtrowanie sygnału. Dzięki temu odbiornik ma lepszą selektywność i stabilniejsze parametry.

Detektor AM wydziela sygnał niskiej częstotliwości, czyli informację akustyczną, z sygnału zmodulowanego amplitudowo.

Wzmacniacz pośredniej częstotliwości wzmacnia sygnał radiowy po przemianie częstotliwości, jeszcze przed detekcją. Wzmacniacz niskiej częstotliwości wzmacnia już sygnał audio doprowadzany do głośnika.

Typowy tor obejmuje: antenę, wzmacniacz wielkiej częstotliwości, mieszacz z heterodyną, wzmacniacz pośredniej częstotliwości, detektor AM oraz wzmacniacz niskiej częstotliwości z głośnikiem.

FireWire to nazwa handlowa interfejsu IEEE 1394. Służy do szybkiej transmisji danych między urządzeniami elektronicznymi.

FireWire często występował w kamerach cyfrowych DV, zewnętrznych dyskach twardych, profesjonalnych interfejsach audio i starszych komputerach Apple.

HDMI jest złączem audio-wideo o płaskim, trapezowym kształcie i służy głównie do przesyłania obrazu oraz dźwięku. FireWire jest interfejsem transmisji danych i ma inną konstrukcję mechaniczną oraz układ styków.

D-Sub/VGA ma charakterystyczne złącze z wieloma pinami ułożonymi w rzędach i śrubami mocującymi. FireWire jest mniejszym złączem szeregowym przeznaczonym do transmisji danych.

Najczęściej spotykane są złącza 4-pinowe i 6-pinowe dla FireWire 400 oraz 9-pinowe dla FireWire 800. Różnią się kształtem, liczbą styków i możliwościami, np. przesyłaniem zasilania.

Zapewniał stabilną transmisję danych i dobrze sprawdzał się przy przesyle strumieniowym, np. podczas zgrywania obrazu z kamer cyfrowych.

Przerzutnik D zapamiętuje stan wejścia D tylko w chwili aktywnego zbocza sygnału CLK. Wyjście Q utrzymuje tę wartość do kolejnego aktywnego zbocza.

Zbocze narastające to moment przejścia sygnału z poziomu niskiego na wysoki, czyli z 0 na 1. Na wykresie jest to pionowy skok w górę.

Ponieważ wyjście Q zmienia stan w chwilach, gdy sygnał CLK przechodzi z 0 na 1. W tych momentach Q przyjmuje aktualny stan wejścia D.

Przy wyzwalaniu zboczem układ reaguje tylko w chwili zmiany stanu sygnału zegarowego. Przy wyzwalaniu poziomem układ może reagować przez cały czas trwania poziomu wysokiego lub niskiego.

Wejście D jest wejściem informacyjnym. Stan obecny na tym wejściu zostaje zapisany w przerzutniku w chwili aktywnego zbocza zegara.

Nie, w przerzutniku D wyzwalanym zboczem wyjście Q zmienia się tylko przy aktywnym zboczu zegara. Zmiany D pomiędzy zboczami są ignorowane do następnego zbocza.

Należy sprawdzić, przy którym przejściu sygnału CLK wyjście Q przyjmuje stan D. Jeśli przy przejściu 1 na 0, jest to zbocze opadające; jeśli przy 0 na 1, jest to zbocze narastające.

Składowa stała to część napięcia, która nie zmienia się w czasie i przesuwa cały przebieg względem poziomu 0 V.

Składowa zmienna to część sygnału, która zmienia swoją wartość w czasie, np. przebieg sinusoidalny, tętnienia lub zakłócenia.

Sprzężenie AC wybiera się wtedy, gdy chcemy obserwować tylko zmiany sygnału, pomijając jego poziom stały.

Sprzężenie DC stosuje się, gdy trzeba zobaczyć pełny sygnał, razem z jego poziomem stałym względem masy.

Pozycja GND służy do ustawienia poziomu odniesienia 0 V na ekranie oscyloskopu, bez doprowadzania badanego sygnału.

Ponieważ w torze wejściowym znajduje się kondensator sprzęgający, który nie przepuszcza prądu stałego, a przepuszcza zmiany napięcia.

Najczęściej wybiera się tryb AC, ponieważ pozwala lepiej zobaczyć małą składową zmienną na tle dużego napięcia stałego.

Dioda Zenera utrzymuje prawie stałe napięcie na swoich zaciskach podczas pracy w kierunku zaporowym. Dzięki temu może stabilizować napięcie wyjściowe układu.

Należy znaleźć podany prąd wsteczny na osi prądu, przejść do charakterystyki i odczytać odpowiadające mu napięcie na osi napięcia. W tym zadaniu dla 40 mA jest to około 4,7 V dla jednej diody.

W obwodzie są dwie identyczne diody Zenera połączone szeregowo. Napięcia na elementach połączonych szeregowo sumują się, więc 4,7 V + 4,7 V = 9,4 V.

Prąd wsteczny płynie przez diodę spolaryzowaną zaporowo. W diodzie Zenera jest to normalny tryb pracy w obszarze stabilizacji napięcia.

Rezystor ogranicza prąd płynący przez diodę Zenera i odkłada nadmiar napięcia zasilania. Chroni diodę przed zbyt dużym prądem.

Napięcie wyjściowe wzrośnie, ponieważ napięcia Zenera poszczególnych diod połączonych szeregowo dodają się.

Znak ujemny wynika z przyjętego kierunku pomiaru napięcia i prądu. W praktycznych obliczeniach często używa się wartości bezwzględnej napięcia Zenera.

Zależy od rezystorów R1 i R2 oraz kondensatora C. W typowym układzie f = 1 / [ln(2) · (R1 + 2R2) · C].

Mniejsza pojemność ładuje się i rozładowuje szybciej, więc maleją czasy t1 i t2. Krótszy okres oznacza większą częstotliwość.

Kondensator C występuje zarówno w czasie ładowania, jak i rozładowania. Oba czasy zmieniają się proporcjonalnie, więc ich stosunek pozostaje taki sam.

R1 i R2 wyznaczają czas ładowania kondensatora, a R2 dodatkowo wyznacza czas jego rozładowania. Dlatego wpływają zarówno na częstotliwość, jak i na wypełnienie.

C jest kondensatorem czasowym i decyduje o okresie pracy generatora. Cp jest zwykle kondensatorem filtrującym przy wejściu sterującym i nie ustala podstawowej częstotliwości generatora.

Czas ładowania i rozładowania wzrośnie, więc okres sygnału będzie dłuższy. W efekcie częstotliwość zmaleje.

R1 i R2 nie wpływają jednakowo na czasy t1 i t2. Zmiana jednego z nich zaburza stosunek czasu stanu wysokiego do całego okresu.

Klasa pracy określa, przez jaką część okresu sygnału wejściowego element aktywny wzmacniacza przewodzi prąd. Od tego zależą sprawność, liniowość i zniekształcenia wzmacniacza.

Punkt pracy tranzystora jest ustawiony w liniowym zakresie charakterystyki tak, aby tranzystor nie wchodził w odcięcie podczas żadnej połówki sygnału.

W klasie A kąt przewodzenia wynosi 360°, czyli tranzystor przewodzi przez cały okres przebiegu.

W klasie A tranzystor przewodzi przez cały okres sygnału, a w klasie B tylko przez połowę okresu. Klasa A ma mniejsze zniekształcenia, ale niższą sprawność.

Ponieważ przez tranzystor płynie prąd spoczynkowy nawet wtedy, gdy nie ma sygnału wejściowego. Powoduje to stałe straty mocy i nagrzewanie elementu aktywnego.

Pełen okres to jeden kompletny cykl przebiegu, np. sinusoidy: dodatnia i ujemna połówka razem. W klasie A tranzystor przewodzi przez cały ten cykl.

Dla klasy AB tranzystor przewodzi krócej niż pełen okres, ale dłużej niż pół okresu sygnału. Jest to rozwiązanie pośrednie między klasą A i B.

Sonda logiczna służy do szybkiego sprawdzania, czy w danym punkcie układu występuje stan logiczny 0, stan logiczny 1 albo przebieg impulsowy.

Najczęściej pokazuje stan niski LOW, stan wysoki HIGH oraz obecność impulsów PULSE. Niektóre sondy sygnalizują także stan nieokreślony.

Sonda potrzebuje odniesienia do masy i napięcia zasilania układu, aby poprawnie rozpoznawać poziomy logiczne. Bez wspólnej masy pomiar może być błędny.

Sonda logiczna informuje tylko o stanie logicznym lub impulsach, natomiast oscyloskop pokazuje dokładny przebieg napięcia w czasie, jego amplitudę, okres i kształt.

Wystarcza wtedy, gdy trzeba szybko sprawdzić obecność stanów logicznych lub impulsów, np. na wyjściu bramki, linii zegarowej albo wejściu mikrokontrolera.

Stan nieokreślony oznacza, że napięcie nie mieści się jednoznacznie w zakresie logicznego 0 ani logicznej 1. Może to wynikać z uszkodzenia, braku podłączenia lub zakłóceń.

Można wykryć m.in. brak sygnału zegarowego, zwarcie linii do masy lub zasilania, brak przełączania wyjścia oraz nieprawidłowy stan na wejściu układu cyfrowego.

Amplituda maksymalna Umax to największa wartość obwiedni dodatniej, a amplituda minimalna Umin to jej najmniejsza wartość. W tym przykładzie Umax = 1,5 V, a Umin = 0,5 V.

Stosuje się wzór m = (Umax - Umin) / (Umax + Umin). Dla Umax = 1,5 V i Umin = 0,5 V otrzymuje się m = 1/2.

Można użyć wzoru m = (Umax - Un) / Un. Jeśli Un = 1 V i Umax = 1,5 V, to m = 0,5 / 1 = 0,5.

Oznacza modulację o głębokości 50%. Amplituda sygnału nośnego zmienia się o połowę swojej wartości.

Przemodulowanie występuje, gdy współczynnik głębokości modulacji jest większy od 1. Powoduje to zniekształcenie obwiedni i utrudnia poprawne odtworzenie sygnału informacyjnego.

Wartość 3/2 odpowiada amplitudzie maksymalnej obwiedni względem 1 V, ale nie jest współczynnikiem modulacji. Współczynnik opisuje względną zmianę amplitudy, czyli w tym przypadku 0,5.