Skip to main content
LibreTexts - Ukrayinska

7.9: Проблеми

  1. Last updated
  2. Save as PDF
  • Page ID
    35265

    • \( \newcommand{\vecs}[1]{\overset { \scriptstyle \rightharpoonup} {\mathbf{#1}} } \) \( \newcommand{\vecd}[1]{\overset{-\!-\!\rightharpoonup}{\vphantom{a}\smash {#1}}} \)\(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \(\newcommand{\id}{\mathrm{id}}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\) \( \newcommand{\kernel}{\mathrm{null}\,}\) \( \newcommand{\range}{\mathrm{range}\,}\) \( \newcommand{\RealPart}{\mathrm{Re}}\) \( \newcommand{\ImaginaryPart}{\mathrm{Im}}\) \( \newcommand{\Argument}{\mathrm{Arg}}\) \( \newcommand{\norm}[1]{\| #1 \|}\) \( \newcommand{\inner}[2]{\langle #1, #2 \rangle}\) \( \newcommand{\Span}{\mathrm{span}}\)

    7.9.1: Питання щодо перегляду

    1. Які переваги активних випрямлячів в порівнянні з пасивними випрямлячами?

    2. Які недоліки активних випрямлячів в порівнянні з пасивними випрямлячами?

    3. Що таке піковий детектор?

    4. Що таке обмежувач?

    5. Яка функція затискача?

    6. Які відмінності між активними і пасивними затискачами?

    7. Що таке схема генератора передавальної функції, і в чому її користь?

    8. Поясніть, як функціональна схема може бути використана для лінеаризації вхідного перетворювача.

    9. Що таке тригер Шмітта?

    10. У чому перевага компаратора типу Шмітта перед звичайним компаратором операційного підсилювача з відкритим контуром?

    11. Які переваги спеціальних компараторів, таких як LM311, проти звичайних компараторів операційних підсилювачів?

    12. Як формуються підсилювачі колод і анти-лог?

    13. Який ефект від проходження сигналу через колоду або підсилювач антилогу?

    14. Що таке чотириквадрантний множник?

    15. Як може бути використаний множник?

    16. У чому різниця між множником і СВУ?

    7.9.2: Проблеми

    Проблеми аналізу

    1. Намалюйте вихід малюнка 7.2.2, якщо вхід є піковою хвилею трикутника 100 Гц 2 В.

    2. Повторіть задачу 1 для вхідних квадратних хвиль.

    3. Намалюйте висновок малюнка 7.2.8, якщо\(R_f\) = 20 к\(\Omega\) і\(R_i\) = 5 к\(\Omega\). Припустимо, що\(V_{in}\) це пікова хвиля трикутника 0,5 В.

    4. Повторіть задачу 3, але з діодом перевернутий.

    5. Намалюйте висновок малюнка 7.2.9, якщо\(C\) = 50 нФ і\(R\) = 5 М\(\Omega\). Припустимо, що вхід є піковим імпульсом 1 В з 10% робочого циклу. Вхідна частота - 1 кГц.

    6. Повторіть проблему 5 з діодом зворотним

    7. Намалюйте висновок на малюнку 7.2.14 якщо\(R\) = 25 к\(\Omega\) і\ (V_ {in} = 2 sin 2\ pi 500 т.

    8. Повторіть задачу 7 з\(V_{in}\) рівною 3 V пікової квадратної хвилі.

    9. Намалюйте висновок малюнка 7.2.15, якщо діоди перевернуті. Припустимо, що\(V_{in}\) це синусоїда 100 мВ від піку до піку при 220 Гц.

    10. На малюнку 7.3.5 припустимо, що\(R\) = 10 к\(\Omega\),\(R_l\) = 1 М\(\Omega\),\(C\) = 100 нФ і\(V_{offset}\) = 2 В. ескіз виходу для 10 кГц 1 В пікового входу синусоїди.

    11. Намалюйте висновок малюнка 7.3.9, якщо\(R_i\) = 10 к\(\Omega\),\(R_f\) = 40 к,\(\Omega\) а потенціал стабілітрону дорівнює 3,9 В. Вхідний сигнал - пікова синусоїда 2 В.

    12. Намалюйте перехідну криву для схеми задачі 11.

    13. На малюнку 7.4.1 намалюйте криву перенесення якщо\(R_i\) = 5 к\(\Omega\),\(R_f\) = 33 к\(\Omega\),\(R_a\) = 20 к\(\Omega\) і\(V_{Zener}\) = 5,7 В.

    14. Намалюйте вихід схеми в задачі 13 для вхідного сигналу, рівного пікової хвилі трикутника 2 В.

    15. Повторіть задачу 14 з квадратним входом хвилі.

    16. Якщо\(R_i\) = 4 к\(\Omega\),\(R_a\) = 5 к\(\Omega\),\(R_f\) = 10 к\(\Omega\), а\(V_z\) = 2,2 В на малюнку 7.4.3, визначте мінімальний і максимальний вхідний опір.

    17. Намалюйте трансферну криву для схеми завдання 16.

    18. Намалюйте вихідну напругу для схеми задачі 16, якщо вхідний сигнал - пікова хвиля трикутника 3 В.

    19. Намалюйте перехідну криву для схеми рис. 7.4.4, якщо\(R_i\) = 1 к\(\Omega\),\(R_f\) = 10 к\(\Omega\),\(R_a\) = 20 к\(\Omega\),\(R_b\) = 18 к\(\Omega\),\(V_{Zener-a}\) = 3,9 В, і\(V_{Zener-b}\) = 5,7 В.

    20. Намалюйте вихід схеми в задачі 19, якщо на вході є пікова хвиля трикутника 1 В.

    21. Якщо\(R_1\) = 10 к\(\Omega\) і\(R_2\) = 33 к\(\Omega\) на малюнку 7.5.3, визначте верхній і нижній пороги, якщо джерела живлення\(\pm\) 15 В.

    22. Визначте верхній і нижній пороги для малюнка 7.5.4 якщо\(R_1\) = 4,7 к\(\Omega\) і\(R_2\) = 2,2 к\(\Omega\), при\(\pm\) джерелах живлення 12 В.

    23. Намалюйте висновок на рис. 7.5.9 якщо\(V_{in} = 2 \sin 2 \pi 660 t\)\(V_{ref} = 1 V DC\), і\ (V_ {строб} = 5 В постійного струму.

    24. Повторіть задачу 23 для\(V_{strobe}\) = 0 В постійного струму.

    25. Визначте висновок на малюнку 7.6.1 якщо\(V_{in} = 0.1 V\)\(R_i = 100 k\Omega\), і\(I_s = 60 nA\).

    26. Визначте висновок на малюнку 7.6.3\(V_{in} = 300 mV\), якщо,\(R_f = 20 k\Omega\) і\(I_s = 40 nA\).

    27. Намалюйте вихідний сигнал малюнка 7.6.6\(V_{in} = 2 \sin 2 \pi 1000 t\), якщо,\(K\) = 0,1, і\(V_{control} = 1 V\) постійного струму, -2 В постійного струму, і 5 В постійного струму.

    28. Намалюйте висновок малюнка 7.6.7 якщо\(V_{in} = 1 \sin 2 \pi 500 t\), і\(K\) = 0.1.

    29. Намалюйте висновок малюнка 7.6.8\(V_{in} = 5 \sin 2 \pi 2000 t\), якщо,\(K\) = 0,1,\(V_x\) = 4 В постійного струму, а\(R_1\)\(R_2\) = 10 к\(\Omega\).

    Проблеми проектування

    30. Визначте значення\(R\) і на\(C\) малюнку 7.2.9 так, щоб етап 1 повороту становив не менше 1 В/мкс разом з постійною часу 1 мс. Припустимо, що операційний підсилювач 1 може видавати не менше 20 мА струму.

    31. На малюнку 7.3.3 припустимо, що\(C\) = 100 нФ. Визначте відповідне значення для Rl, якщо вхідний сигнал становить не менше 2 кГц. Використовуйте постійний час коефіцієнт 100 для ваших розрахунків.

    32. Визначте нові значення для\(R_a\) і\(R_f\) в задачі 13, щоб ухили становили -5 і -3.

    33. Визначте нові значення резистора для схеми рис. 7.4.3 такі, щоб ухили становили -10 і -20. Вхідний опір повинен бути не менше 3 к\(\Omega\).

    34. Визначте значення резистора, необхідні на малюнку 7.4.7 для отримання ухилів -5, -8 і -12, якщо вхідний опір повинен бути не менше 1 k\(\Omega\).

    35. Визначте значення резистора, необхідні на малюнку 7.4.12 для\(S_0\)\(S_1\) = -1,\(S_{-1}\) = = -5,\(S_2\)\(S_{-2}\) = -12. Також\(V_1\) = |\(V_{-1}\) | = 3 V, а\(V_2\) = |\(V_{-2}\) | = 4 V. використання\(R_f\) = 20 к\(\Omega\).

    36. Намалюйте криву перенесення для задачі 35.

    37. Визначте значення для на\(R_i\) малюнку 7.6.1, щоб вхід 3 В видавав вихід 0,5 В. Припустимо\(I_s\) = 60 нА.

    38. Визначте значення для\(R_f\) на малюнку 7.6.3 таким чином, що вхід 0,5 В буде видавати вихід 3 В. Припустимо\(I_s\) = 40 нА.

    39. Якщо множник малюнка 7.6.8 може видавати максимальний струм 10 мА, якими повинні бути мінімальні розміри\(R_1\) і\(R_2\) бути? (Припустимо, запаси\(\pm\) 15 В).

    Проблеми виклику

    40. Припускаючи, що на малюнку 7.2.14 використані 5% резистори, визначте найгірше невідповідність між двома половинами випрямленого сигналу.

    41. Спроектуйте схему, яка буде світити світлодіод, якщо вхідний сигнал перевищує пік\(\pm\) 5 В. Переконайтеся, що ви включили якусь форму імпульсного розтягування елемента, щоб світлодіод залишався видимим протягом коротких піків тривалості.

    42. Датчик тиску видає вихід 500 мВ на атмосферу до 5 атмосфер. Від 5 до 10 атмосфер потужність становить 450 мВ на атмосферу. Вище 10 атмосфер вихід падає до 400 мВ на атмосферу. Спроектуйте схему для лінеаризації цієї відповіді за допомогою форми Zener

    43. Повторіть задачу вище, використовуючи форму зміщеного діода.

    44. Спроектуйте схему для отримання передавальної характеристики, наведеної на малюнку\(\PageIndex{1}\)

    45. Намалюйте форму вихідного сигналу на рис. 7.5.4, якщо\(R_1\) = 22 к\(\Omega\),\(R_2\) = 4,7 к\(\Omega\), і\(V_{in} = 2 + 8 \sin 2 \pi 120 t\). Припустимо, що блоки живлення\(\pm\) 15 В.

    7.9.1.PNG

    Малюнок\(\PageIndex{1}\)

    46. Визначте висновок малюнка 7.6.5\(K = 0.1\), якщо\(V_x = 1 \sin 2 \pi 440 t\), і\(V_y = 3 \sin 2 \pi 200000 t\).

    Проблеми комп'ютерного моделювання

    47. У попередній роботі було відзначено, що використання невідповідної моделі пристрою може виробляти комп'ютерні симуляції, які знаходяться далеко від позначки. Простий спосіб побачити це - імітувати схему на малюнку 7.2.2, використовуючи точну модель (наприклад, моделювання 741, представлену в розділі) та просту модель (наприклад, версію джерела керованої напруги, представлену в розділі 2). Виконайте два моделювання цієї схеми для кожної з цих моделей. Одне моделювання повинно використовувати нижчу вхідну частоту, таку як 1 кГц, а друге моделювання повинно використовувати більш високу частоту, де відмінності в моделах дуже очевидні, наприклад 500 кГц.

    48. Імітуйте схему, розроблену в задачі 30, використовуючи вхід квадратної хвилі. Виконайте моделювання для декількох різних вхідних частот між 10 Гц і 10 кГц. Чи мають отримані форми хвиль належні форми?

    49. Виконайте моделювання для схеми малюнка 7.2.14. Використовуйте\(R = 12\) k\(\Omega\). Для вхідної форми хвилі використовуйте як синусоїдальні, так і квадратні хвилі, кожна з яких становить 1 В пік при 200 Гц.

    50. Допуски компонентів можуть безпосередньо впливати на точність випрямлення повнохвильової схеми, показаної на малюнку 7.2.14. Цей ефект найпростіше побачити, використовуючи вхід квадратної хвилі. Якщо позитивна і негативна частини вхідного сигналу бачать однакові посилення, то на виході схеми буде рівень постійного струму. Будь-яка неточність або невідповідність призведе до невеликої квадратної хвилі, що їздить на цьому рівні постійного струму. Цей ефект можна змоделювати за допомогою параметра аналізу Монте-Карло. Якщо аналіз Монте-Карло недоступний у вашій системі, ви все одно можете побачити ефект, вручну змінюючи значення резисторів у заданій смузі допуску для кожного з серій моделювання.

    51. Використовуйте тренажер для перевірки результатів обмежувача, розглянутого в прикладі 7.3.2.

    52. Використовуйте тренажер для перевірки спрацьовування схеми, показаної на малюнку 7.4.7. Для подразника використовуйте низькочастотну хвилю трикутника з піковою амплітудою 4 В. Чи має отримана форма хвилі однакові жорсткі «кути», показані на кривій передачі малюнка 7.4.7?