Subiecte examen la disciplina dispozitive si circuite electronice

DCE LL_1

studiul circuitelor rc

circuitul rc este larg folosit pentru prelucrarea semnalelor electrice variabile in timp – sinusoidale si nesinusoidale (impulsuri bipolare si unipolare periodice, respectiv singulare), in sensul derivarii, integrarii si divizarii acestora. Se cunoaste faptul ca un semnal nesinusoidal se poate descompune intr-o suma de semnale cu amplitudini si frecvente diferite care impreuna formeaza spectrul semnalului (rel.1).

(1)

unde: A₀- amplitudinea componentei continue; B_km , k, _k – amplitudinea, pulsatia si faza armonicei de ordinul k.

In cazul unui impuls, componentele spectrale de joasa frecventa contribuie la formarea palierului impulsului, iar cele de inalta frecventa, la formarea fronturilor semnalului. La trecerea unui impuls printr-un circuit RC, atat palierul cat si fronturile vor fi modificate. In practica, spectrul semnalului nu va fi considerat infinit (dupa cum arata rel. 1) ci va fi limitat la o frecventa superioara f_s :

(MHz) (2)

unde este durata frontului impulsului.

1. Circuitul RC de derivare are o configuratie serie (fig.1a) , careia ii corespunde functia de transfer (rel.3):

(3)

unde este constanta de timp a circuitului.

Functie de rapoartele existente intre constanta de timp , durata impulsului t_i si durata pauzei intre impulsuri t_p circuitul va atenua mai mult sau mai putin componentele de joasa frecventa, cf. fig.1b, in care valorile tensiunilor sunt date de relatiile:

(4) (5)

(6) (7)

unde A = A2 – A1 este amplitudinea, iar T = t_i +t_p reprezinta perioada. Se observa functionarea ca si circuit de axare pe zero, respectiv ca circuit de diferentiere.

2.Circuitul RC de integrare (fig.2a) actioneaza invers, fata de circuitul de derivare.

Acesta are functia de transfer (rel.8):

(8)

Si in acest caz se remarca influenta rapoartelor dintre constanta de timp si duratele t_i si t_p ale impulsului si pauzei dintre impulsuri asupra raspunsului circuitului (fig.2b).

Valorile tensiunilor U1 si U2 care apar notate in fig.2b sunt date de relatiile (9) si (10) :

3. Divizorul rezistiv compensat (fig.3a) se foloseste pentru atenuarea aplitudinii impulsurilor, fara a le modifica insa forma. In acest scop se utilizeaza un circuit de derivare paralel cu un circuit de integrare (fig3.a). Functia de transfer este:

(11)

undei iar .

Parametrul defineste gradul de compensare al divizorului si anume:

x=1 – divizor compensat (nu altereaza forma semnalului)

x <1 – divizor subcompensat (altereaza forma semnalului in sens integrator)

x >1 – divizor supracompensat (altereaza forma semnalului in sens derivativ)

Un exemplu de divizor compensat se gaseste in sonda de masura pentru osciloscop; pentru asigurarea compensarii divizorului, sunt prevazute condensatori (semi)variabili.

Aplicatie:

• 
  Se proiecteaza circuitele pentru diferite semnale de intrare si de iesire
  
• 
  Se aplica la intrari semnalele de la generatorul de semnal si se masoara parametri la intrare si iesire cu osciloscopul. Se deseneaza formele de unda.
  
• 
  Se calculeaza parametri semnalelor la iesire, conform relatiilor din lucrare si se compara cu rezultatele masuratorilor.
  
• 
  Se vor discuta aplicatiile circuitelor RC si se vor comenta corespondentele si diferentele dintre valorile marimilor masurate si calculate.
  
• 
  Se studiaza aplicatia din fig.4, care reprezinta un circuit de detectie a momentului trecerii prin zero a tensiunii retelei de alimentare cu f=50 Hz.