02_circuite cu componente electronice analogice ii.doc
TRANSCRIPT
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
1/42
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
2/42
U(OR%
E.E* /R$E. ((RU # !rofesor 1rad didactic 22
COORDO*(OR%
/R$E. D$CO*U - Prof. 1rad didactic 2
CO*SU.(*%
$O* CRS(E – e+!ert CND2PT
4O$C 5.DU – e+!ert CND2PT
*/E. POPESCU – e+!ert CND2PT
D* S(RO$E – e+!ert CND2PT
3cest material a fost ela4orat 5n cadrul !roiectului Învăţământul profesional şi tehnic îndomeniul TIC, !roiect cofinanţat din 6ondul ocial 7uro!ean 5n cadrul P8 D9: &$$(%&$#*
Cuprin6&
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
3/42
2. 2ntroducere......................................................................................................................-22. Documente necesare !entru activitatea de !redare.....................................................,222. 9esurse........................................................................................................................)
Tema #. urse de electroalimentare..............................................................................)6işa su!ort #.#. urse de alimentare de curent continuu..........................................)6işa su!ort #.&. 9edresoare monofazate...................................................................
6işa su!ort #.*. ta4ilizatoare..................................................................................#*Tema &. 3m!lificatoare electronice..............................................................................#)6işa su!ort &.#. 3m!lificatoare electronice..............................................................#)6işa su!ort &.&. 3m!lificatoare o!eraţionale............................................................&$
Tema *. 8scilatoare.....................................................................................................&*6işa su!ort *.#.8scilatoare......................................................................................&*6işa su!ort *.&.8scilatoare 9C................................................................................&,6işa su!ort *.*.8scilatoare ;C.................................................................................&(
Tema -. Circuite !entru 1enerarea im!ulsurilor...........................................................*$6işa su!ort -.#. Circuite 4asculante asta4ile...........................................................*$6işa su!ort -.&. Circuite 4asculante monosta4ile....................................................**
6işa su!ort -.*. Circuite 4asculante 4ista4ile..........................................................*,2
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
4/42
Prezentul material de !redare' se adresează cadrelor didactice care !redau 5n cadrulliceului tehnolo1ic' filieră tehnolo1ică' !rofil tehnic' domeniul ?Electronic& 8iautoati'&ri9' calificarea ?(e)nician în autoati'&ri9
7l a fost ela4orat !entru modulul @A ?Circuite cu coponente electronice analo!ice9:ce se desfăşoară 5n 33 ore' din careA
;a4orator tehnolo1ic 1; ore
Copetenţe (ee Fi8e 6uport
Reali'ea'&circuite
electronice cucoponente
analo!ice practic8i
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
5/42
$$ Docuente nece6are pentru acti+itatea de predare
Pentru !redarea conţinuturilor a4ordate 5n cadrul materialului de !redare cadruldidactic are o4li1aţia de a studia următoarele documenteA
•Standardul de Pregătire Profesională !entru calificarea ?Tehnician 5nautomatizări' nivelul * – .tvet.ro' secţiunea PP sau .edu.ro' secţiunea 5nvăţământ !reuniversitar
• Curriculum !entru calificarea ?Tehnician 5n automatizări' nivelul * – .tvet.ro'secţiunea Curriculum sau .edu.ro ' secţiunea 5nvăţământ !reuniversitar
3lte surse !ot fiA
• lecţii 3e; htt!A!ortal.edu.roinde+.!h!4asemateriale
• htt!A.datasheet-u.com
• htt!Avla4.unit4v.ro
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
6/42
$$$ Re6ur6e
(ea 1 Sur6e de electroalientare
Fi8a 6uport 11 Sur6e de alientare de curent continuu
8 !arte din a!aratura electronică are nevoie 5n funcţionare de tensiune continuă dealimentare. 3ceste surse de alimentare de curent continuu utilizate 5n măsurări !ot fi6ur6e electroc)iice E4aterii 1alvanice' acumulatoareF sau 6ur6e de curent continuucu alientare la reţea >?0 @'A
11a Sur6ele electroc)iice se utilizează la a!aratele de măsură !orta4ileEohmmetre' multimetre numericeF' la a!aratele medicale' 1eolo1ice' s!aţiale' !entru căau calităţi tehnice foarte 4une. 7le au dezavanta>ul de a fi neeconomice' deci nu seutilizează decât acolo unde cerinţele tehnice !rimează 5naintea celor economice. Deasemenea ele !ot cauza corodarea a!aratelor.
Cele mai răs!ândite surse de alimentare c.c. electrochimice suntA
Sur6e de tipBaterie
1 aterii 'inc-c&rBune>4n-"nO2A
3u la 4ază elementul ;eclonche cu t.e.m la 1olde #', < cu a>utorul căruia se fa4rică 4aterii de#', – * – -', – < etc.9ezistenţa interioară a 4ateriei creşte odată cuvârsta acesteia' astfel o 4aterie 9&$' du!ă un ande la fa4ricare' devine neutiliza4ilă.Durata de viaţă a 4ateriilor este scurtă' )%/ luni'de la data fa4ricaţiei.;a tem!eraturi su4 $ oC 4ateria nu maifuncţionează normal.
2 aterii 'inc-ercur>4n-@!OA
+antae%% au tensiunea nominală 5n >ur de #'& < celulăG% au durată de viaţă mai mare Ede ordinul anilorFG% se fa4rică la dimensiuni mici Esu4 formă de!astileFG% sunt uitilizate la ceasuri cu cuarţ' 5n electronicamedicală E!roteze auditive' stimulatoarecardiaceF' a!arate de măsură !orta4ile dedimensiuni mici. De'a+antae%
% nu funcţionează la tem!eraturi su4 ,o
C. Pentrutem!eraturi mai co4orâte Ede !ână la % -$ oCF sefoloseşte Bateria alcalin& cu an!an care areformă cilindrică şi t.e.m. #',
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
7/42
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
8/42
9edresoarele se !ot clasifica du!ă următoarele criteriiA
• du!ă ti!ul ten6iunii alternati+e redre6ate Enumărul de fazeFA redresoare onofa'ate' folosite !entru !uteri medii Esute de aţiFG
redresoare polifa'ate >trifa'ateA' folosite !entru !uteri mariG• du!ă nu&rul de alternanţe ale curentului alternativ !e care 5l redreseazăA
redresoare onoalternanţ&G redresoare Bialternanţ&G
• du!ă po6iBilitatea controlului a6upra ten6iunii redre6ateA redresoare necoandateG redresoare coandateG
• du!ă natura 6arciniiA redresoare cu sarcină re'i6ti+& E9F G redresoare cu sarcină inducti+& E9;F G redresoare cu sarcină capaciti+& E9CF.
Su!e6tii etodolo!ice%
CU CE• modele de surse de electroalimentare.
CU"• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'
o4servaţia diri>ată'
conversaţia euristică.• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
În cadrul orelor de la4orator' conform PP%ului' se !ro!une realizarea !ractică aunei surse de electroalimentare' du!ă o schemă aleasă de cadrul didactic' res!ectândurmătoarele eta!e de lucruA
• analizarea schemei electrice 5n vederea realizării surseiG• sta4ilirea materialelor necesare !entru realizarea !ractică a surseiG• sta4ilirea sculelor' a!aratelor şi dis!ozitivelor necesareG• realizarea !ractică a sursei de electroalimentareG
• verificarea sursei realizate.EExemplu: realizarea !ractică a unei 6ur6e de ten6iune continu& 6taBili'at& 125'conform schemei din ane+ă' fi1ura #.#.F
U*DE• sala de clasăG• la4orator tehnolo1ic.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
Cla6ificarea redre6oarelor%Cla6ificarea redre6oarelor%
/
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
9/42
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
10/42
Fi8a 6uport 12 Redre6oare onofa'ate
Redre6oarele onofa'ate >necoandateA de mică !utere Esu4 # IHF suntutilizate la alimentarea a!araturii electronice şi a instalaţiilor electronice de mică !utere.7le !ot fi atât monoalternanţă cât şi 4ialternanţă.
121 Redre6orul onoalternanţ&: din fi1ura #.&.#' redresează doar o sin1urăalternanţă a tensiunii monofazate.
6i1. #.&.# chema electrică aredresorului monoalternanţă
a 6orma de undă a tensiunii din secundarultransformatoruluiGB 6orma de undă a tensiunii la 4ornelesarcinii : când C nu este conectatGc 6orma de undă a curentului 2d când C nueste conectatGd 6orma de undă a tensiunii la 4ornelesarcinii : când C este conectat.
6i1. #.&.& chema electrică simulată aredresorului monoalternanţă
6i1. #.&.* 6ormele de undă aleredresorului monoalternanţă Esimulateşi desenateFA
.a funcţionare !resu!unem că dioda este ideală 5n monta> şi la a!licarea unei tensiunialternative 5n !rimarul transformatorului' ia naştere 5n secundarul acestuia tot o tensiunealternativă' ce se a!lică !e anodul diodei. Pe durata alternanţei !ozitive dioda conduceşi 5n circuit a!are un curent !ro!orţional cu tensiunea a!licată' de aceeaşi formă cutensiunea. Pe durata alternanţelor ne1ative' dioda este 4locată şi curentul !rin circuiteste nul. 3stfel' curentul circulă !rin sarcină 5ntr%un sin1ur sens' su4 forma unor
alternanţe Ecurent !ulsatoriuF. Tensiunea la 4ornele sarcinii 5n intervalul 5n care diodaconduce are e+!resia T U u SM S ω sin= ' iar 5n intervalul 5n care dioda este 4locată arevaloarea 0=S u G
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
11/42
"&rii 6pecifice redre6orului onoalternanţ& cu C neconectat%+aloarea edie a ten6iunii redre6ate
:med K # T L ∫ T
s t u0
)( dt ' unde
usE t F K 2:ef sin Mt
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
12/42
;a funcţionare' 5n fiecare alternanţă a tensiunii din secundar se află 5n conducţie câte odiodă' iar cealaltă diodă este !olarizată invers. Priza mediană a transformatorului este!unctul de masă. În alternanţa fară !aranteze se află 5n conducţie dioda D #' iar 5nalternanţa din !aranteze se află 5n conducţie dioda D&. Într%o alternanţă numai >umătatedin secundarul transformatorului este !arcurs de curentul electric care circulă !rin 9s."&rii 6pecifice redre6orului duBl&alternanţ& cu tran6forator cu pri'& edian&
în 6ecundar: cu C neconectat%
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
13/42
6i1. #.&./ chema electrică simulată aredresorului du4lă alternanţă 5n !unte
6i1. #.&. 6orma de undă simulată a lui :' laredresorul du4lă alternanţă 5n !unte
Cele !atru diode redresoare folosite formează 4raţele unei !unţi' la carealimentarea 5n curent alternativ se face !rintr%o dia1onalJ' de la secundarul unuitransformator'iar tensiunea redresată se cule1e la 4ornele unei rezistenţe !lasate 5n ceade%a doua dia1onală.
6uncţionarea redresorului' din fi1ura #.&.)' este următoareaA 5n tim!ul a!licăriialternanţei !ozitive la o e+tremitate a secundarului transformatorului' conduc diodele D #şi D*' care sunt !olarizate direct' determinând un curent id 5n rezistenţa 9s' iar diodele D&
si D- sunt 4locate' deoarece sunt !olarizate invers. ;a a!ariţia celei de%a douaalternanţe diodele D# si D* vor fi 4locate' iar D& şi D- vor conduce fiind stră4ătute decurentul id. Dezavanta>ele acestui monta> constau 5n numărul mare de diode folosite şinecesitatea unei 4une izolări faţă de restul elementelor a ca!ătului nele1at la masă alrezistenţei de sarcină 9s.
Su!e6tii etodolo!ice%
CU CE• lecţii 3e;A circuitederedresareredresareamonofazatamonoalternantaG circuitederedresareredresareamonofazatadu4laalternanta.• com!onente electroniceG• calculatoare cu soft educaţional de s!ecialitate.
CU"• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'
o4servaţia inde!endentă diri>ată' conversaţia euristică.• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
În cadrul orelor de la4orator' conform PP%ului' se !ro!une realizarea redresoarelor necomandate' monofazate' monoalternanţă' du4lă alternanţă cu transformator cu!riză mediană 5n secundar şi du4lă alternanţă 5n !unte Ecu sau fără condensator
conectat 5n schema electricăF' !ractic cu com!onente analo1ice şisau !rin simularecom!uterizată cu sco!ul de a vizualizaA• forma de undă a : Etensiunii !e sarcinăF când C nu este conectatG• forma de undă a curentului 2d când C nu este conectatG• forma de undă a : Etensiunii !e sarcinăF când C este conectat.
U*DE• sala de clasăG• la4orator tehnolo1icG• la4orator de informatică.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
#*
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
14/42
Fi8a 6uport 13 StaBili'atoare
ta4ilizatoarele' 5n funcţie de mărimea fizică' ce caracterizează semnalul de intrare'!ot fiA
• de tensiune continuă sau alternativă'• de curentG• de frecvenţăG• de intensitate luminoasă' etc.
Parametrii electrici ai sta4ilizatoarelor de tensiune continuă suntA
+alorile liit& aB6olut& –indicate de fa4ricanţi
tensiunea ma+imă de intrare
!utrea disi!ată
domeniul tem!eraturii am4iante de funcţionaredomeniul tem!eraturii de stocare
caracteri6ticile electrice –care descriu funcţionareasta4ilizatorului
limitele de intrare şi ieşire
!recizia
sta4ilizarea de intrare
sta4ilizarea de sarcină
coeficientul de tem!eratură a tensiunii de ieşire
• 5n funcţie de modul de conectare a elementului de re1lare avemA sta4ilizatoare de ti! serieG sta4ilizatoare de ti! !aralel.
• 5n funcţie de metoda de sta4ilizare avemA sta4ilizatoare !arametriceG sta4ilizatoare cu reacţie.
5n funcţie de modul de acţionare a elementului de re1lare avemA
sta4ilizatoare liniareG sta4ilizatoare 5n comutaţie.
• 5n funcţie de !uterea disi!ată ma+imă admisă avemA
Dis!ozitivul electronic care realizează funcţia de sta4ilizare a
StaBili'atoarele de ten6iune continu& sunt circuite electronice care au
rolul de a menţine constantă tensiunea de ieşire' atunci c5nd se variazătensiunea de intrare' rezistenţa de sarcină' curentul !rin sarcină'tem!eratura mediului am4iant sau alt factor !ertur4ator. 7le se conectează 5ntre sursa de alimentare i consumator.
Cla6ificarea 6taBili'atoarelor de ten6iune%Cla6ificarea 6taBili'atoarelor de ten6iune%
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
15/42
sta4ilizatoare de !utere micăG sta4ilizatoare de !utere medieG sta4ilizatoare de !utere mare.
ta4ilizatoarele de tensiune cu com!onente discrete !rezentate sunt sta4ilizatoareliniare' de ti!ul celor 5n ta4elul de mai >osA
6i1.#.*.#. chema unui sta4ilizator !arametric sim!lu
6i1.#.*.&. chema unui sta4ilizator !arametric cu tranzistor serie
6i1.#.*.*. chema unui sta4ilizator liniar cu reacţie de ti! serie
3tât sursele de tensiune sta4ilizată' cât şi cele nesta4ilizate' !entru a nu%şi 5nrăutăţi !erformanţele tre4uiesc !rote>ate de influenţele dăunătoare ce !ot a!ărea 5nfuncţionare' cum ar fiA su!ratensiuni' su!rasarcini' scurtcircuite' 5ncălziri anormale etc.Circuitele de !rotecţie au rolul de a imuniza sta4ilizatorulA la creşterea tensiunii !este oanumită valoare' la de!ăşirea unei tem!eraturi limită su!ortată de elementul re1ulator'!recum şi la atin1erea !uterii limită disa!ată !e tranzistor.
3stfel' 5n funcţionarea alimentatoarelor sta4ilizate !ot a!ărea re1imuri de su!rasarcinisau scurtcircuite accidentale ce duc la defectarea sta4ilizatoruluiA
Protecţia 6taBili'atoarelor de ten6iuneProtecţia 6taBili'atoarelor de ten6iune
#,
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
16/42
Re!iul de6upracurent6e anife6t&%
5n scurtcircuit Pre+enirea 6e reali'ea'& folo6inddis!ozitive cu acţiune ra!idă E7+em!leAsi1uranţe fuzi4ile ra!ide şi ultrara!ide'relee de !rotecţie electroma1neticeF
la su!rasarcină Pre+enirea 6e reali'ea'& folo6inddis!ozitive tem!orizatoare E7+em!leA
si1uranţe fuzi4ile normale' relee de!rotecţie termiceFRe!iul de6upraten6iuneapare%
la scurtcircuitarea la masăa ieşirii sta4ilizatorului
Pre+enirea 6e reali'ea'& folo6inddis!ozitive de !rotecţie la su!ratensiuniE7+em!leA circuite limitatoare de curent'si1uranţe fuzi4ile sau relee de !rotecţieF
la conectarea la reţea aalimentatorului' dacăsta4ilizatorul conţine oca!acitate !e ieşirela variaţia 4ruscă a sarcinii
Su!e6tii etodolo!ice%CU CE
• lecţii 3e;A circuitesta4ilizatoare$#G circuitesta4ilizatoare$&.• calculatoare cu soft educaţional de s!ecialitateG• !latformă e+!erimentală EB###, – C !entru liceele dotate cu echi!ament PhareF.
CU"
• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'
o4servaţia diri>ată' conversaţia euristică.• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
În cadrul orelor de la4orator' conform PP%ului' se !ro!une' !ornind de la oschemă electrică' realizarea de sta4ilizatoare liniare' !ractic cu com!onente analo1iceşisau !rin simulare com!uterizată' res!ectănd următoarele eta!e de lucruA
• simularea sau realizarea !ractică a schemei electrice a sta4ilizatorului !ro!usG• sta4ilirea sculelor' a!aratelor şi dis!ozitivelor necesare !entru verificarea
funcţionării sta4ilizatoruluiG• inter!retarea rezultatelor o4ţinute.
U*DE
• sala de clasăG• la4orator tehnolo1icG• la4orator de informatică.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul de
cunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
#)
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
17/42
(ea 2 plificatoare electronice
Fi8a 6uport 21 plificatoare electronice
De cele mai multe ori semnalele electrice nu sunt suficient de intense şi !entru a folosiinformaţia res!ectivă' se im!une am!lificarea ei 5n anumite a!licaţii. Circuitul electroniccare realizează această o!eraţie se numeşte aplificator: iar !arametrul cel maiim!ortant al unui am!lificator este am!lificarea.
• 5n funcţie de natura semnalului a!licat avemA
am!lificatoare de tensiunei
e
U U
U A = G
am!lificatoare de curenti
e
I I
I
A = G
am!lificatoare de !uterei
e
P P
P A = .
• 5n funcţie de 4anda de frecvenţă avemA am!lificatoare de c.c. > 5nce!ând cu f G 0AH am!lificatoare de audiofrecvenţă sau de >oasă frecvenţă >20 @' # 20 I@'AH am!lificatoare de radiofrecvenţă >20 I@' # 30 "@'AH am!lificatoare de foarte 5naltO frecvenţO >30 "@' # 300 "@'A
• 5n funcţie de lOţimea 4enzii de frecvenţO avemA am!lificatoare de 4andO 5n1ustOG am!lificatoare de 4andO lar1O.
• am!lificareaG• caracteristicile am!litudine%frecvenţă şi fază%frecvenţăG• distorsiunileG
• ra!ortul semnalz1omotG• 1ama dinamică şi sensi4ilitatea.
:n aplificator re!rezintă un cuadri!ol activ !revăzut cu două 4orne deintrare şi două 4orne de ieşire' ca!a4il să redea la ieşire semnale electricede !utere mult mai mare decât cele de la intrare.
plificarea re!rezintă ra!ortul dintre mărimea electrică de la ieşirea
Cla6ificarea aplificatoarelor electronice%Cla6ificarea aplificatoarelor electronice%
Paraetrii aplificatoarelor electronice 6unt%Paraetrii aplificatoarelor electronice 6unt%
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
18/42
;a !roiectarea unui am!lificator se !ro!une să se cunoascăA• Puterea utilă 5n sarcină P HQG• 9ezistenţa de sarcină 9s ΩQG• ensi4ilitatea la intrare m "zQG• 6recvenţa limită su!erioară f s "zQG• Domeniul de tem!eratură ∆T °CQ.
Pentru 5m4unătaţireaperforanţelor unui am!lificatorA
• mărirea sta4ilităţiiG• reducerea distorsiunilorG• reducerea tensiunilor !ertur4atoare.
se foloseştefrecvent reacţiane!ati+&
În funcţie de modul de cule1ere al semnalului de reacţie la ieşire Eeşantionareasemnalului de ieşireF şi modul de a!licare al acestuia la intrare Ecom!ararea cusemnalul dat de 1eneratorF' s%au sta4ilit următoarele ti!uri de reacţiiA
6i1.&.#.#. 9eacţia serie – serie
Reacţia 6erie # 6erie>6au reacţie curent # 6erieA
plificatorul tran6aditanţ&%• măreşte im!edanţa de intrareG• măreşte im!edanţa de ieşire.
NotaţiiA 3 – am!lificator' S – cuadri!ol de reacţie.
6i1.&.#.&. 9eacţia !aralel – !aralel
Reacţia paralel # paralel>6au reacţie ten6iune # paralelA
plificatorul tran6ipedanţ&%• micşorează im!edanţa de intrareG• micşorează im!edanţa de ieşire.
6i1.&.#.*. 9eacţia serie – !aralel
Reacţia 6erie # paralel>6au reacţie curent # paralelA
plificatorul ideal în curent%• micşorează im!edanţa de intrareG•
măreşte im!edanţa de ieşire.
Prin reacţie se 5nţele1e a!licarea unei !ărţi din semnalul de ieşire
#/
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
19/42
6i1.&.#.-. 9eacţia !aralel – serie
Reacţia paralel # 6erie>6au reacţie ten6iune # 6erieA
plificatorul ideal în ten6iune%• măreşte im!edanţa de intrareG
• micşorează im!edanţa de ieşire.
$nfluenţa reacţiei ne!ati+e a6upra caracteri6ticilor aplitudine-frec+enţ&
În cazul a!licării unei reacţii ne1ative' caracteristica de frecvenţă se modificăo4ţinându % se o lăr1ire a 4enzii de frecvenţe.
3stfel' frecvenţele limită su!erioară şifrecvenţele limită inferioară devinA
A f
jβ −
=1
1' unde j j f f '
6i1.&.#.,. 2nfluenţa reacţiei ne1ative asu!racaracteristicilor am!litudine%frecvenţă
$nfluenţa reacţiei ne!ati+e a6upra di6tor6iunilor neliniare
Dacă la intrarea am!lificatorului se a!lică un semnal sinusoidal' la ieşire'semnalul a!are distorsionat' datorită caracteristicii neliniare a tranzistorului. Princircuitul de reacţie ne1ativă' semnalul este a!licat din nou la intrare 5n o!oziţie de fază'cu o deformare contrară celei de la ieşire. În consecinţă' semnalul rezultat va fi mai!uţin deformat !rin com!ensare. 6actorul de distorsiuni 5n cazul am!lificatorului cu
reacţie ne1ativă' este dat de formulaA Aβ
δ δ
−=1
' unde δ δ
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
20/42
e !oate demonstra că im!edanţa de ieşire scade 5n cazul folosirii reacţiei ne1ative'
du!ă formulaA iesies Z A
Z )1(
1'
β −= unde iesies Z Z
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
21/42
Fi8a 6uport 22 plificatoare operaţionale
În ta4el' se !rezintă sim4olul de am!lificator o!eraţional Efi1. &.&.#F cu semnificaţia!inilor numerotaţi' !recum şi confi1uraţia terminalelor 3.8. monolitic S3 (-# Efi1. &.&.&F.
6i1.&.&.#. im4olul am!lificatoruluio!eraţional
emnificaţia !inilor din fi1ura &.&.#esteA
# % intrare inversoareG
& % intrare neinversoareG
* % ieşireG
- şi , alimentare
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
22/42
3m!lificatoarele o!eraţionale !rezentate suntA
3m!lificatorul o!eraţionalin+er6or Efi1ura &.&.*FA
pr I I I =+1
0,1 =∞= p I Z deci r I I −=1
1
1
1
1
1 R
V
R
V V I A =
−=
0== B A V V
2
2
R
V I r = KU
2
2
1
1
R
V
R
V −=
1
2
1
2)(
R
R
V
V A −==−
6i1.&.&.*. chema unui am!lificator o!eraţionalin+er6or
otaţii!
2! – curent de !olarizareG
2r – curent de reacţieG
2# – curent de intrare.
3m!lificator o!eraţional inversor 6uator Efi1ura &.&.-FA
pr n I I I I I I =+++++ )...( 321
n
nnr
p
R
U I
R
V I
I
==
=
;
;0
0
∑=
−=n
k k
k
R
V
R
V
1
0 !resu!unând'
R R R R R n ===== ...321
6i1.&.&.-. chema unui am!lificator o!eraţionalinversor 6uator
∑=
−=n
k
k V V 1
0
3m!lificatorul o!eraţionalnein+er6or Efi1ura &.&.,FA
1
21
21 R
R R
V V
+= unde 1V V V B A ==
E 1V re!rezintă tensiune deintrareF
1
2
1
21
1
2)( 1 R
R
R
R R
V
V
A +=+
==+
6i1.&.&.,. chema unui am!lificator o!eraţionalnein+er6or
&&
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
23/42
Su!e6tii etodolo!ice%
CU CE• !latforme e+!erimentale E B###& – C sau B###, – C !entru liceele dotate cu
echi!ament PhareFG
• oscilosco!G• 1enerator de semnalG• lecţii 3e;A am!lificatorulo!erationalidealG am!lificatorulo!erationalreal.• calculatoare cu soft educaţional de s!ecialitate.
CU"
• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'o4servaţia diri>ată'
!ro4lematizarea' conversaţia euristică.• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
În cadrul orelor de la4orator' conform PP%ului' se !ro!une realizarea deam!lificatoare o!eraţionale' !e 4aza schemelor electrice' !ractic cu com!onenteanalo1ice şisau !rin simulare com!uterizată cu sco!ul de a vizualiza şi măsuraA
• tensiunea la intrarea am!lificatorului o!eraţionalG• tensiunea la ieşirea am!lificatorului o!eraţional.
Du!ă realizarea măsurătorilor se !oate calcula am!lificarea.
U*DE
• sala de clasăG• la4orator tehnolo1icG• la4orator de informatică.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
&*
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
24/42
(ea 3 O6cilatoare
Fi8a 6uport 31O6cilatoare
8scilatoarele funcţionează fară semnal de intrare şi au rolul de a transformaener1ia de curent continuu a sursei de alimentare 5n ener1ie de curent alternativ asemnalului 1enerat' având frecvenţa dată de !arametrii circuitelor care 5l com!un.
• forma semnaluluiG• domeniul de frecvenţă 5n care lucreazăG• sta4ilitatea frecvenţei semnalului de ieşireG• mărimea şi sta4ilitatea am!litudinii semnalului de ieşireG• coeficientul de distorsiuni neliniare im!us.
• 5n funcţie de forma semnalului !e care 5l 1enerează avemA oscilatoare sinusoidaleG oscilatoare nesinusoidaleG
• 5n funcţie de domeniul de frecvenţă 5n care lucrează avemA oscilatoare >oasă frecvenţă sau de audiofrecvenţăG oscilatoare de 5naltă frecvenţă sau de radiofrecvenţăG oscilatoare de foarte 5naltO frecvenţOH
• 5n funcţie de natura circuitelor care intervin 5n structura lor avemA oscilatoare 9CG oscilatoare ;CG oscilatoare cu cuarţ.
8scilatoarele sinusoidale 1enerează un semnal sinusoidal de formaA t U t u ω sin)( =
chema de !rinci!iu a unui am!lificator cureacţie cu!rindeA aplificatorul şi circuitde reacţie re!rezentat 5n fi1ura *.#.#
6i1. *.#.# chema de !rinci!iu a unuiam!lificator cu reacţie
8scilatoarele sunt am!lificatoare cureacţie po'iti+&
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
25/42
Condiţia de o6cilaţie 6au relaţia lui arI)au6en: este echivalentă cu două condiţiireale' una referitoare la module' iar cealaltă referitoare la faze.e ştie că un număr com!le+ ' se !oate scrieA ϕ je z z = ' 5n care AL'L % este modulul numărului com!le+GM % este faza sa. În aceste condiţii relaţia ( )( ) 1=Α=Α Αϕ ϕβ β β j j ee ' sau ( ) 1=Α Α+ϕ ϕβ β je
din care rezultă simultanA1=Αβ
şi ( ) 1=+Α ϕβ ϕ je ' adevărată !entru 12 =π k je ' deci π ϕβ ϕ k 2=+Α şi !entru A 0=k '0=+Α ϕβ ϕ
&. Condiţia de aplitudine % factorul de transfer al cuadri!olului de reacţie tre4uiesă ai4ă modulul e1al cu inversul modulului am!lificării.
*. Condiţia de fa'& - defaza>ul cuadri!olului de reacţie tre4uie să fie ales astfel 5ncât oricare ar fi defaza>ul introdus de am!lificator 5n circuit' semnalul de reacţiea!licat să fie 5n fază cu semnalul de la intrarea am!lificatorului.
"#servaţie!
Pentru caracterizarea unui oscilator se determinăA• condiţia de amorsare a oscilaţiilorG• frecvenţa oscilaţiilorG• am!litudinea de oscilaţie !e o sarcină datăG• condiţia de sta4ilitate dinamică a oscilaţiilor.
Su!e6tii etodolo!ice%CU CE
• !latforme e+!erimentale.
CU"
• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'conversaţia euristică.
• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
U*DE• sala de clasăG• la4orator tehnolo1ic.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
&,
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
26/42
Fi8a 6uport 32O6cilatoare RC
Parametrii oscilatoarele 9C tre4uie să 5nde!linească condiţia lui BarIhausen Edeci' atâtcondiţia de am!litudine' cât şi condiţia de fazăF. În cazul oscilatoarelor 9C frecvenţasemnalului 1enerat este acea frecvenţă !entru care' datorită reacţiei !ozitive'am!lificarea circuitului devine infinită.
• 5n funcţie de numărul de tranzistoare folosite ca am!lificatoare avemA
oscilatoare 9C cu un sin1ur tranzistorG oscilatoare 9C cu două tranzistoareG
• 5n funcţie de confi1uraţia cuadri!olului de reacţie avemA oscilatoare 9C cu reţea de defazare trece%susG oscilatoare 9C cu reţea de defazare trece%>osG oscilatoare 9C cu !unte HienG oscilatoare 9C cu !unte du4lu T.
8scilatoarele 9C' !rezentate 5n ta4el' suntA
oscilatoare 9C cu reţea dedefazare trece%sus Efi1.*.&.#F
R
R RC S 46
110
+
=ω unde
!entru S R XX9
RC 6
10 ≅ω
6i1.*.&.# chema unui oscilator 9C cu reţea dedefazare trece%sus
oscilatoare 9C cu reţea dedefazare trece%>os Efi1.*.&.&F
R
R
RC
S 461
0 +=ω unde !entru
S R XX9' RC
60 ≅ω
6i1.*.&.& chema unui oscilator 9C cu reţea dedefazare trece%>os
O6cilatoarele RC se utilizează 5n domeniul frecvenţelor >oase Eherţi % zecide IiloherţiF şi au reacţie !ozitivă selectivă' având cuadri!olul de
Cla6ificarea o6cilatoarelor RC%Cla6ificarea o6cilatoarelor RC%
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
27/42
oscilatoare 9C cu !unte HienEfi1.*.&.*F
RC
10 =ω şi
3
1=β KU
3K*
RC f osc
π 21=
6i1.*.&.* chema unui oscilator 9C cu !unte Hienoscilatoare 9C cu !untedu4lu T Efi1.*.&.-F.
6i1.*.&.- chema unui oscilator 9C cu !unte du4lu T
Su!e6tii etodolo!ice%CU CE
• !latforme e+!erimentaleG• calculatoare cu soft educaţional de s!ecialitate.
CU"
• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'conversaţia euristică.
• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
U*DE
• sala de clasăG• la4orator tehnolo1icG• la4orator de informatică.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
&(
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
28/42
Fi8a 6uport 33O6cilatoare .C
Domeniul de lucru al acestor oscilatoare este cel al frec+enţelor înalte.
Parametrii oscilatoarele ;C tre4uie să 5nde!linească condiţia lui BarIhausen Edeci'atât condiţia de am!litudine' cât şi condiţiade fazăF.
6recvenţa de oscilaţie este dată de!arametrii circuitului oscilant şi are valoareaA
LC f osc
π 2
1
= .
• 5n funcţie de monta>ul folosit!entru asi1urarea reacţiei avemA
oscilatoare 5n trei !uncteG oscilatoare cu cu!la>
ma1neticG
oscilatoare cu cuarţ.
O6cilatoarele Nîn trei puncte9 din fi1ura *.*.#' conţin trei im!edanţe care seconectează la cei trei electrozi EYcele trei !uncteYF ai elementului activ EtranzistorulF.
6i1. *.*.#. chema de !rinci!iu a unui oscilator ?5n trei !uncteO6cilatorul Colpitt6 are 1 Z şi 3 Z denatură ca!acitivă' iar 2 Z de naturăinductivă.
LC f
π 2
10 = unde
C C C
111
21
=+
6i1. *.*.&. chema unui oscilator Col!itts
O6cilatorul @artle are 1 Z şi 3 Z denatură inductivă' iar 2 Z de naturăca!acitivă.
LC f
π 2
10 = unde 21 L L L +=
6i1. *.*.*. chema unui oscilator "artleZ
O6cilatoarele .C sunt am!lificatoare cu reacţie !ozitivă' având 5ncom!onenţa circuitului de sarcină' sau 5n cuadri!olul de reacţie
Cla6ificarea o6cilatoarelor .C%Cla6ificarea o6cilatoarelor .C%
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
29/42
O6cilatorul Clapp !rezintă o maresta4ilitate a frecvenţei' dacă sunt 5nde!linite condiţiile A 31 C C >> şi 32 C C >> .
3
02
1
LC f
π =
6i1. *.*.-. chema unui oscilator Cla!!
O6cilatoarele cu cuarţ Eal cărui sim4ol este !rezentat 5n fi1ura *.*.,.aF' !rezintă!ro!rietăţi !iezoelectrice. 3ceste !ro!rietăţi constau 5n aceea că' a!licând !lăcuţei o
tensiune electrică ea 5şi modifică dimensiunile' iar a!licând !lăcuţei forţe mecanice a!ar sarcini electrice de un anumit ti! !e feţele solicitate mecanic.
6i1. *.*.,. a. im4olG 4. chema electricăechivalentă
emnificaţiile notaţiilor din schema echivalentăA
. % echivalentul electric al masei cristaluluiG
C % echivalentul electric al elasticităţiiG
R % echivalentul electric al !ierderilor !rin frecareGC0 % ca!acitatea dintre electrozi.
6i1. *.*.). chema unui oscilator de ti! Col!itts cu cristal de cuarţ
Circuitul are două frecvenţe de rezonanţăA
• una serie LC
s
1=ω G
• una derivaţie
0
0
1
C C
C C L
p
+
⋅
=ω .
&
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
30/42
+antae%
• 4ună sta4ilitate a frecvenţeiG
• construcţie sim!lă şi ro4ustă.
De'a+antae%
• lucrează !e frecvenţe fi+ecu!rinse 5ntre #$$ I"z şi-$ ="z.
"#servaţie!;a frecvenţe mai >oase dimensiunile !lăcii de cuarţ devin !rea mari' iar la frecvenţe mai 5nalte ar fi necesare !lăci !rea su4ţiri' care ar deveni fra1ile.
Su!e6tii etodolo!ice%CU CE
• !latforme e+!erimentaleG• calculatoare cu soft educaţional de s!ecialitate.
CU"
• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'o4servaţia diri>ată'
!ro4lematizarea' conversaţia euristică.• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
În cadrul orelor de la4orator' conform PP%ului' se !ro!une realizarea de oscilatoare;C' !e 4aza schemelor electrice' !ractic cu com!onente analo1ice şisau !rinsimulare com!uterizată cu sco!ul de a vizualiza şi măsura semnalul de ieşire.
U*DE
• sala de clasăG• la4orator tehnolo1icG• la4orator de informatică.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
*$
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
31/42
*#
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
32/42
(ea = Circuite pentru !enerarea ipul6urilor
Fi8a 6uport =1 Circuite Ba6culante a6taBile
Pentru 1enerarea directJ a im!ulsurilor se folosesc frecvent circuiteleBa6culante. 3cestea sunt circuite electronice' care su4 influenţa unui im!uls e+terior' 5şi
modifică starea' iar trecerea dintr%o stare 5n alta se face !rintr%un !roces ra!id numitBa6culare. 6uncţionarea acestor circuite electronice se desfăşoară 5n douJ eta!ediferite. 8 eta!ă de acumulare 5n care se !roduc variaţii foarte lente ale tensiunilor şicurenţilor şi o eta!ă de 4asculare 5n care se !roduc variaţii foarte ra!ide ale tensiunilor şi curenţilor. De o4icei' circuitele 4asculante sunt realizate din două tranzistoare ET # şiT&F care funcţionează 5n re1im de comutaţie' adică un tranzistor este 4locat' iar celălalttranzistor este saturat. e !ot o4ţine astfel două stări Eo stare 5n care tranzistorul T #conduce' iar tranzistorul T& este 4locat şi cealaltă stare 5n care tranzistorul T& conduce'iar tranzistorul T# este 4locatF' iar trecerea dintr%o stare 5n alta se face ra!id !rin4asculare. Cele două stări !ot fi sta4ile sau insta4ile. 8 6tare e6te 6taBil& dacă circuitulrămâne 5n acea stare o !erioadă nelimitată de tim!' 5n li!sa unui semnal de comandă şieste in6taBil& dacă circuitul rămâne 5n acea stare un tim! limitat' du!ă care 4asculează 5n cealaltă stare' fără intervenţia unui semnal de comandă e+tern.
Du!ă numărul stărilor sta4ile distincte circuitele 4asculante se !ot clasifica 5nA• circuitele Ba6culante a6taBileH• circuite Ba6culante ono6taBileH• circuite Ba6culante Bi6taBile.
Circuitele Ba6culante a6taBile >CA numite şi ulti+iBratoare nu au nici ostare sta4ilă şi trec automat dintr%o stare 5n alta' du!ă un interval de tim! 4ine
determinat. 3ceastă trecere dintr%o stare 5n alta' nu este !rovocată de im!ulsuri a!licatedin e+terior. Circuitul 4asculant asta4il are rolul de a 1enera im!ulsuri de formădre!tun1hiularJ' !eriodice şi se utilizează !entru !roducerea semnalelor desincronizare necesare 5n a!roa!e toate instalaţiile electronice de automatizare şi calcul.Din acest motiv el este denumit şi ceas' iar semnalele !roduse se numesc semnale desincronizare' de ceas' sau de tact. Circuitul 4asculant asta4il este 5n fond un oscillator.
:n circuit 4asculant asta4il se !oate realizaA
• cu tranzistoareG• cu !orţi lo1iceG• cu circuite inte1rate s!ecializate.
Funcţionare%
chema electrică a unui circuit 4asculant asta4il Ecu tranzistoare !n!F este!rezentată 5n fi1ura -.#.#' iar funcţionarea sa este !usă 5n evidenţă !rin dia1ramele devariaţie ale tensiunilor din fi1ura -.#.&. În fi1urile -.#.* a şi 4 se simulează un circuit4asculant asta4il Ecu tranzistoare n!nF' iar funcţionarea lui este !usă 5n evidenţă !rindia1ramele de variaţie ale tensiunilor din fi1urile -.#.-. a şi -.#.- 4.
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
33/42
6i1. -.#.# chema electricăEcu tranzistoare !n!F a unui
circuit 4asculant asta4il
6i1. -.#.&. Dia1ramele de variaţie aletensiunilor din circuitul 4asculant asta4ilAa. tensiunea !e colectorul lui T#G4. tensiunea !e colectorul lui T&Gc. tensiunea !e 4aza lui T#Gd. tensiunea !e 4aza lui T&.
6i1. -.#.*.a. chema electrică Ecutranzistoare n!nF simulată a unuicircuit 4asculant asta4il
6i1. -.#.-.a. Dia1ramele de variaţie ale
tensiunilor din circuitul 4asculant asta4il Ecutranzistoare n!nF 5n urma simulăriiAa. tensiunea !e colectorul lui T#G4. tensiunea !e colectorul lui T&.
6i1. -.#.*.4. chema electrică Ecutranzistoare n!nF simulată a unui
circuit 4asculant asta4il
6i1. -.#.-.4. Dia1ramele de variaţie aletensiunilor din circuitul 4asculant asta4il Ecutranzistoare n!nF 5n urma simulăriiAc. tensiunea !e 4aza lui T&Gd. tensiunea !e 4aza lui T#.
;a alimentarea schemei electrice' am4ele condensatoare sunt descărcate' deci cădereade tensiune !e cei doi condensatori este $. Presu!unem că tranzistorul T# se
!olarizează !rimul. Deschizându%se' tensiunea !e colectorul lui se micşorează.Condensatorul C# nu s%a 5ncărcat 5ncă' astfel căderea de tensiune !e el rămâne 5ncontinuare $ şi ca urmare tensiunea 5n 4aza lui T & scade. Tensiunea din colectorul lui T&
**
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
34/42
creşte' la fel creşte şi tensiunea din 4aza lui T#. 6enomenele se !etrec foarte ra!id şi 5nainte de 5ncărcarea condensatoarelor' tranzistorul (1 6e 6aturea'&: iar tran'i6torul(2 6e Bloc)ea'& 3!oi' condensatorul C# se 5ncarcă !rin 9B# şi r ce#' iar tensiunea 5n4aza tranzistorului T& creşte suficient cât să%l deschidă. Condensatorul C& se 5ncarcă şiel !rin 9c& şi r 4e#. Tranzistorul T& se deschide şi tranzistorul T# se 4lochează' deoarecetensiunea din colectorul lui T& scade şi ca urmare scade şi tensiunea din 4aza lui T#. e
o4ţine astfel Blocarea tran'i6torului (1 8i 6aturarea tran'i6torului (2 6enomenul sere!etă !eriodic.
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
35/42
Fi8a 6uport =2 Circuite Ba6culante ono6taBile
Circuitele Ba6culante ono6taBile >C"A au o sin1ură stare sta4ilă 5n care !otrămâne un tim! nedefinit. ;a a!licarea unui im!uls din e+terior' 5n starea sta4ilă' aceste
circuite trec 5ntr%o nouă stare care durează un interval de tim! 4ine determinat du!ăcare revin la starea sta4ilă anterioară. :n circuit 4asculant monosta4il se !oate realizaAcu tranzistoare' cu !orţi lo1ice sau cu circuite inte1rate s!ecializate E,,,F.
Circuitele 4asculante monosta4ile sunt utilizate caA
• circuite de 5ntârziere a im!ulsurilorG• circuite de tem!orizare Erelee de tim!FG• formator de im!ulsuri de o lăţime dată.
Funcţionare%
chema electrică a unui circuit 4asculant monosta4il este !rezentată 5n fi1ura -.&.#' iar simularea acesteia' 5n fi1ura -.&.&. 6uncţionarea sa este !usă 5n evidenţă !rindia1ramele de variaţie ale tensiunilor din fi1ura -.&.*.
6i1. -.&.#. chema electrică a unuicircuit 4asculant monosta4il
Ecu tranzistoare n!nF
6i1. -.&.*. Dia1ramele de variaţie aletensiunilor din circuitul 4asculant
monosta4il Ecu tranzistoare n!nF 5n urmasimulăriiAa. tensiunea !e colectorul lui T#E semnalul roşu re!rezintă :C#FG
4. tensiunea !e 4aza lui T&Esemnalul ne1ru re!rezintă :B&F.
6i1. -.&.&. chema electricăEcu tranzistoare n!nF simulată a unui
circuit 4asculant monosta4il
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
36/42
Prin ale1erea cores!unzătoare a !arametrilor şi fără o intervenţie e+terioară'circuitul 4asculant monosta4il se află 5n 6tarea 6taBil& (1 Blocat: (2 6aturat Edeoarecerezistenţa 9B&' !olarizează 4aza' direct de la sursa de tensiune continuă V7cFPotenţialul din colectorul lui T& este ne1li>a4il. Presu!unem că a!licăm !e 4azatranzistorului T# o intrare de comandă Eca 5n fi1ura -.&.# sau -.&.&F' care 5l aduce 5nconducţie. E3ceastă intrare !oate fi !usă şi !e 4aza tranzistorului T & şi !e colectoarele
celor & tranzistori.F 3stfel' creşte curentul de colector al tranzistorului T# şi scade!otenţialul lui de colector' care se transmite !rin condensatorul C# 5n 4aza tranzistoruluiT& forţând 4locarea acestuia. 3cum' scade curentul de colector al tranzistorului T& şicreşte !otenţialul său de colector' ce se transmite !rin 9# şi C&' 5n 4aza tranzistorului T#'determinând saturarea tranzistorului T#. tarea (1 6aturat: (2 Blocat este insta4ilă.Circuitul va rămâne 5n această stare o durată de tim! T K $') C#9B&' du!ă care va4ascula 5n starea iniţială sta4ilă.
Su!e6tii etodolo!ice%
CU CE• !latforme e+!erimentaleG• calculatoare cu soft educaţional de s!ecialitate.
CU"
• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'o4servaţia diri>ată'
!ro4lematizarea' conversaţia euristică.• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
În cadrul orelor de la4orator' conform PP%ului' se !ro!une realizarea circuitului4asculant monosta4il' !e 4aza schemei electrice' !ractic cu com!onente analo1iceşisau !rin simulare com!uterizată cu sco!ul de a vizualiza variaţiile tensiunilor decolector :c' sau de 4ază :4' !e cei doi tranzistori.
U*DE
• sala de clasăG• la4orator tehnolo1icG• la4orator de informatică.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
*)
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
37/42
*(
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
38/42
Fi8a 6uport =3 Circuite Ba6culante Bi6taBile
Circuitele Ba6culante Bi6taBile >CA au două stări sta4ile un tim!nelimitat' iar trecerea dintr%o stare 5n alta este !rovocată !rin a!licarea unui im!uls scurt
de comandJ din e+terior. Circuitul 4asculant 4ista4il !roduce la ieşire im!ulsuri de formădre!tun1hiulară. Durata stărilor sta4ile de!inde de succesiunea im!ulsurilor semnaluluide intrare' deci semnalul de ieşire al circuitului 4asculant 4ista4il va de!inde atât desemnalul a!licat' cât şi de starea iniţială a circuitului.
Circuitele 4asculante 4ista4ile sunt utilizate caA• circuite de memorieG• circuite de de!lasareG• circuite de numărare sau divizare a frecvenţei.
Funcţionare% chema de !rinci!iu a circuitului 4asculant 4ista4il cea mai răs!ândită este cea
simetrică Efi1ura -.*.#F' 5n care se folosesc două surse de !olarizareA !entrucolectoarele tranzistoarelor E7CF şi res!ectiv !entru 4azele tranzistoarelor E74F.
6i1. -.*.#. chema electrică a unuicircuit 4asculant 4ista4il
6i1. -.*.& chema electrică simulată a unuicircuit 4asculant 4ista4il
6i1. -.*.*.a. Dia1ramele de variaţieale tensiunilor din circuitul 4asculant4ista4il Ecu tranzistoare n!nF 5n urmasimulăriiAa. tensiunea !e colector :C#G4. tensiunea !e colector :C&.
6i1. -.*.*.4. Dia1ramele de variaţie aletensiunilor din circuitul 4asculant 4ista4il Ecutranzistoare n!nF 5n urma simulăriiAc. tensiunea !e 4ază :4#G
d. tensiunea !e 4ază :4&. În fi1ura -.*.& se simulează schema electrică a unui circuit 4asculant 4ista4il' acărui funcţionare este !usă 5n evidenţă !rin dia1ramele de variaţie ale tensiunilor din
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
39/42
fi1urile -.*.*.a şi -.*.*.4. ;a alimentarea schemei electrice se favorizează conducţiaunui tranzistor forţând 4locarea celuilalt tranzistor. 3cest fenomen este foarte ra!iddatorită reacţiei !ozitive. ;a a!licarea unui im!uls !e 4aza lui T # Efi1ura -.*.#F' curentulde colector al acestuia creşte' iar tensiunea sa de colector scade. 3ceste variaţii setransmit !rin 9# şi 94#' 5n 4aza tranzistorului T& şi duc la scăderea tensiunii 5n 4aza lui T&'creşterea tensiunii de colector :C& şi scăderea curentului de colector 2C&. Prin intermediul
lui 9& şi 94&' aceste variaţii se transmit ' 5n 4aza tranzistorului T#. 3stfel' tensiunea 5n4aza tranzistorului T# creşte' tensiunea de colector :C# scade şi curentul de colector 2C#
creşte. E ( )211
1211 BE
C
BE C R U E
R R
RU U U −
++== unde
11
2
2
C
BE c
B R R
U E I
+−
= F
e o4ţine starea sta4ilă (2 Blocat: (1 6aturat: stare 5n care reacţia !ozitivă 5şi 5ncetează acţiunea. tare sta4ilă (2 6aturat: (1 Blocat: se o4ţine dacă se a!licăim!ulsuri ne1ative 5n 4aza tranzistorului 5n conducţie sau 5n colectorul tranzistorului4locat.
Dacă 5n schema electrică se folosesc tran'i6toare npn' se a!lică ipul6urine!ati+e' iar dacă se folosesc tran'i6toare pnp se a!lică ipul6uri po'iti+e' 5n
4azele sau colectoarele tranzistoarelor' !entru declanşarea circuitului 4asculant 4ista4il. În colectoarele celor două tranzistoare se o4ţin im!ulsuri dre!tun1hiulare Efi1ura-.*.*.aF' de !olarităţi o!use şi de durată e1ală cu intervalul dintre două im!ulsurisuccesive de comandă. Condensatoarele EC# şi C&F din schemă au rolul de a accelera!rocesul de comutare de la o stare la alta' !rezentându%se ca un scurtcircuit la variaţii4ruşte ale tensiunii şi de a com!ensa 5m!reună cu rezistenţele E9 1 şi 9 2 F efecteleca!acităţilor !arazite de intrare ale tranzistoarelor.
Su!e6tii etodolo!ice%CU CE
• !latforme e+!erimentaleG• calculatoare cu soft educaţional de s!ecialitate.
CU"
• metode de 5nvâţământA e+!licaţia'o4servaţia diri>ată'
conversaţia euristică.• or1anizarea claseiA frontal sau !e 1ru!e de elevi
În cadrul orelor de la4orator' conform PP%ului' se !ro!une realizarea circuitului4asculant 4ista4il' !e 4aza schemei electrice' !ractic cu com!onente analo1iceşisau !rin simulare com!uterizată cu sco!ul de a vizualiza variaţiile tensiunilor decolector :c' sau de 4ază :4' !e cei doi tranzistori.
U*DE
• sala de clasăG• la4orator tehnolo1icG• la4orator de informatică.
9es!ectând PP%ul' cadrul didactic' sta4ileşte numărul de ore alocat fiecăreiteme şi are li4ertatea de a dezvolta fiecare temă !arcursă 5n funcţie de nivelul decunoştinţe al elevilor' de ritmul lor de asimilare a cunoştinţelor şi de!rinderilor.
*
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
40/42
$5 Fi8a re'uat
Unitatea de în+&ţ&nt
Fi8a re'uat
Cla6a Profe6or
Nr.Crt.
Nume şi!renume
elev
Com!etenţa # Com!etenţa & Com!etenţa *84servaţii
3 # 3 & 3 @ 3 # 3 & 3 * 3 # 3 & 3 *
# $$%ll%aaaa&
&*-...[
1 zz.ll.aaaa – re!rezintă data la care elevul a demonstrat că a do4ândit cunoştinţele' a4ilităţile şi atitudinile vizate !rin activitatea res!ectivă
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
41/42
5 iBlio!rafie
#. 3ntoniu =.' Balta1 8.' David
-
8/17/2019 02_Circuite cu componente electronice analogice II.doc
42/42
5$ nee
Sur6a de ten6iune continu& 6taBili'at& 125
6i1.#.#. ursa de tensiune continuă sta4ilizată ] #&