Download - Overzicht tweede college SVR
Overzicht tweede college SVROverzicht tweede college SVR
• Wisselstroom & complexe impedanties
• Eerste- & tweede-orde filters
• Vervangingsschema
• Enkele sensoren & actuatoren
• Stoorsignalen
• LC netwerken, coaxkabels, en andere transmissielijnen
Samenvatting wisselstroomSamenvatting wisselstroom
• Lineair systeem => harmonische modulatie is “eigentrilling”
• Complexe impedanties: – spoel Z = jL– condensator Z = 1/(j C)
• Overdrachtsfunctie
)cos(||}Re{)( 00 tueutU tj
)(|)(|)(
)()(
jeH
U
UH
in
out
Verschillende filters nader bekekenVerschillende filters nader bekeken
• Wat is de stapresponse en de frequentiekarakteristiek van:
Regtien-opg3.5
Overdrachtsfunctie RC filterOverdrachtsfunctie RC filter
Regtien-6.2
Complexe Bode diagram voor H()Complexe Bode diagram voor H()
Regtien-6.5
Tweede-orde filterTweede-orde filter
Vraag: Wat voor eigenschappen zou dit filter hebben?
Berekeningen aan tweede-orde filterBerekeningen aan tweede-orde filter
Vraag 1: Welke twee eigenschappen zijn het belangrijkst ?
Vraag 2: Wat gebeurt er rond de resonantie frequentie
RCjLCCjLjR
CjH
21
11
1)(
Qj
H
012
1)(
C
L
RQ
LC
1&
120
Overdrachtsfunctie van tweede-orde filterOverdrachtsfunctie van tweede-orde filter
Regtien-6.4
Voorbeeld van ander tweede-orde filterVoorbeeld van ander tweede-orde filter
Voor rp = 0 :
0
0
1
1)(
CL
Rj
H
Vraag : Wat doet dit filter ?
Bronnen en inwendige impedantieBronnen en inwendige impedantie
Open spanning & kortsluitstroom
Thévenin Norton
Twee equivalente schema’s voor bron + inwendige weerstand
Maximale vermogensoverdracht ?Maximale vermogensoverdracht ?
• Bij welke belastingsweerstand Ri kan een bron met inwendige weerstand Rg maximaal vermogen leveren?
Regtien-5.8b
Model voor “tweepoort device”Model voor “tweepoort device”
• Zelf- en kruis-impedanties
– vb transformator
(mutual impedance) 2221212
2121111
IZIZU
IZIZU
Regtien-5.4a
Transformator Transformator
• Windingverhouding 1:n is alles bepalend (voor ideale transformator)
• In de praktijk allerlei niet-ideaal gedrag
– beperkte koppeling (lekkend B-veld)
– weerstand in spoelen
Regtien-3.1
VRAAG: Hoe schaalt een belastingweerstand ?
Positie sensoren (verplaatsing opnemers)Positie sensoren (verplaatsing opnemers)
• met weerstand, spoel, en condensator
Regtien-7.6,7.7,7.10c
RekstrookjesRekstrookjes
• Mechanische oprekking gemeten met rekstrookjes
Regtien-7.5
ThermokoppelThermokoppel
Regtien-7.11
MeetbruggenMeetbruggen
Vraag: Wat zou het voordeel van een brugmeting zijn?
Peltier element (actuator)Peltier element (actuator)
Omgekeerde werking van thermokoppel
Regtien-7.12
Fotodiode (meet lichtsterkte)Fotodiode (meet lichtsterkte)
Regtien-7.4
Stoorsignalen: capacitieve koppelingStoorsignalen: capacitieve koppeling
Regtien-21.23, 21.24
• Oplossing: Faraday kooi
naar aarde
Stoorsignalen: inductieve koppelingStoorsignalen: inductieve koppeling
Regtien-21.27, 21.29
• Oplossing: vermijd lussen (gebruik “twisted cable” of “coax”)
Wat is een aardlus (en hoe voorkom ik hem)?Wat is een aardlus (en hoe voorkom ik hem)?
Twee apparaten
met ieder een eigen
randaarden veroor-
zaakt een aardlus.
Oplossing:
Gebruik één
gemeenschappelijke
aarde
Regtien-21.25, 21.32
LC netwerkLC netwerk
VRAAG: Hoe bereken je de (complexe) impedantie van dit LC netwerk ?
VRAAG: Welke impedantie Z0 voldoet aan deze vergelijking?
Als de keten “heel erg lang” is dan moet voor het basisblok gelden:
Voor het basisblok geldt:
Uitwerking “impedantie LC netwerk”Uitwerking “impedantie LC netwerk”
VRAAG: Waarvoor zou je een LC netwerk kunnen gebruiken ?
0
2
00 221
j
C
LZOplossing: LC
10
00
1 exp1
1
j
CZjV
V
n
nVoor « 0
C
LZ 0 &
Coax kabel: een continu LC netwerkCoax kabel: een continu LC netwerk
• VRAAG: waar zitten L en C?
dwarsdoorsnede & zijaanzicht
Transportvergelijkingen van coax kabelTransportvergelijkingen van coax kabel
• Opladen van capaciteit
= capaciteit per meter
• Inductiespanning in lus
= inductie per meter
)(~)(
xVCjx
xI
C~
L~ )(
~)(xILj
x
xV
2
22
2
2 ),(~~)(
~~)(
t
txVCLxVCL
x
xV
Golfvergelijking:
Afsluiting van coax & reflectiesAfsluiting van coax & reflecties
Reflectie amplitude:
- werkt net zoals bij optica
- afsluiting met karakteristieke impedantie voorkomt reflecties
- reflecties kunnen ook beschreven worden met Z(L) Z0
0
0
ZZ
ZZ
V
V
load
load
in
terug
Andere structuren voor signaaloverdrachtAndere structuren voor signaaloverdracht
• Twee draden coax golfpijp
eigenmodes van golfpijpindringdiepte (skin depth)
0.8 cm bij 60 Hz
7 m bij 100 MHz
=> verliezen nemen snel toe
met frequentie
2
c
Samenvatting SVR2Samenvatting SVR2
• Herhaling wisselstroom – werken met complexe impedanties { R, jL, 1/(jC) }– verschillende filters (RC, LR, LC)
• Bronnen met inwendige weerstand & tweeport devices• Sensoren & actuatoren• Stoorsignalen• Transmissielijen
– signaaltransport in coax kabel
• ZELFSTUDIE:– Regtien §5.1 , Hoofdstuk 7 (van vorige college: Regtien Hoofdstukken 3, 4, 6, 8)
LEES OOK ALVAST §9.1 dioden