4. kierros. 1. Lähipäivä

Samankaltaiset tiedostot
3. kierros. 2. Lähipäivä

3. kierros. 1. Lähipäivä

Elektroniikka, kierros 3

Hyvyyskriteerit. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

12. Stabiilisuus. Olkoon takaisinkytketyn vahvistimen vahvistus A F (s) :

ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 8: Säädetyn järjestelmän hyvyys aika- ja taajuustasossa, suunnittelu taajuustasossa, kompensaattorit

ELEC-C1230 Säätötekniikka 10. laskuharjoitus Taajuustason tekniikat: Boden ja Nyquistin diagrammit, kompensaattorien suunnittelu

2. kierros. 1. Lähipäivä

2. kierros. 2. Lähipäivä

Taajuustason tekniikat: Boden ja Nyquistin diagrammit, kompensaattorien suunnittelu. Vinkit 1 a

TASONSIIRTOJEN ja VAHVISTUKSEN SUUNNITTELU OPERAATIOVAHVISTINKYTKENNÖISSÄ

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS127. Jatkuva-aikaiset IC-suodattimet ja PLL-rakenteet

8. kierros. 1. Lähipäivä

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS128. Operaatiovahvistinrakenteet

OPERAATIOVAHVISTIN. Oulun seudun ammattikorkeakoulu Tekniikan yksikkö. Elektroniikan laboratoriotyö. Työryhmä Selostuksen kirjoitti

Operaatiovahvistimen vahvistus voidaan säätää halutun suuruiseksi käyttämällä takaisinkytkentävastusta.

11. kierros. 1. Lähipäivä

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

Säätötekniikkaa. Säätöongelma: Hae (mahdollisesti ulostulon avulla) ohjaus, joka saa systeemin toimimaan halutulla tavalla

OPERAATIOVAHVISTIMET 2. Operaatiovahvistimen ominaisuuksia

CC-ASTE. Kuva 1. Yksinkertainen CC-vahvistin, jossa virtavahvistus B + 1. Kuva 2. Yksinkertaisen CC-vahvistimen simulaatio

8. kierros. 2. Lähipäivä

Tehtävä 1. Vaihtoehtotehtävät.

Y Yhtälöparista ratkaistiin vuorotellen siirtofunktiot laittamalla muut tulot nollaan. = K K K M. s 2 3s 2 KK P

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Vcc. Vee. Von. Vip. Vop. Vin

LABORATORIOTYÖ 1 MITTAUSVAHVISTIMET

FYSP105 / K3 RC-SUODATTIMET

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

Muuntavat analogisen signaalin digitaaliseksi Vertaa sisääntulevaa signaalia referenssijännitteeseen Sarja- tai rinnakkaismuotoinen Tyypilliset

Analogiapiirit III. Tentti

Osatentti

1 PID-taajuusvastesuunnittelun esimerkki

a) I f I d Eri kohinavirtakomponentit vahvistimen otossa (esim.

TYÖ 2: OPERAATIOVAHVISTIMEN PERUSKYTKENTÖJÄ

Vahvistimet ja lineaaripiirit. Operaatiovahvistin

SMG-1100: PIIRIANALYYSI I. Verkkojen taajuusriippuvuus: suo(dat)timet

Osatentti

Harjoitus (15min) Prosessia P säädetään yksikkötakaisinkytkennässä säätimellä C (s+1)(s+0.02) 50s+1

Vahvistimet. A-luokka. AB-luokka

Luento 7. LTI-järjestelmät

Aikatason vaste vs. siirtofunktio Tehtävä

Digitaalinen Signaalinkäsittely T0125 Luento

Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Taajuusanalyysi. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Esimerkki: Laaduntasaussäiliö. Taajuusanalyysi. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

H(s) + + _. Ymit(s) Laplace-tason esitykseksi on saatu (katso jälleen kalvot):

Analogiapiirit III. Keskiviikko , klo , TS128. Operaatiovahvistinrakenteet

SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

MITTALAITTEIDEN OMINAISUUKSIA ja RAJOITUKSIA

1 f o. RC OSKILLAATTORIT ja PASSIIVISET SUODATTIMET. U r = I. t τ. t τ. 1 f O. KAJAANIN AMMATTIKORKEAKOULU Tekniikan ja liikenteen ala

20 Kollektorivirta kun V 1 = 15V Transistorin virtavahvistus Transistorin ominaiskayrasto Toimintasuora ja -piste 10

Dynaamisten systeemien teoriaa. Systeemianalyysilaboratorio II

S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Lineaarialgebra MATH.1040 / Piirianalyysiä 2

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

ANALOGIAPIIRIT III/SUUNNITTELUHARJOITUS OSA 2

Ohjelmoitava päävahvistin WWK-951. Anvia TV Oy Rengastie Seinäjoki

Ohjelmoitava päävahvistin WWK-951LTE

Kapeakaistainen signaali

Radioamatöörikurssi 2017

Katsaus suodatukseen

Boost-hakkuri. Hakkurin tilaesitykset

1 Vastaa seuraaviin. b) Taajuusvasteen

R = Ω. Jännite R:n yli suhteessa sisäänmenojännitteeseen on tällöin jännitteenjako = 1

Turun Ammattikorkeakoulu, Elektroniikka

Harjoitus 6: Simulink - Säätöteoria. Syksy Mat Sovelletun matematiikan tietokonetyöt 1

z 1+i (a) f (z) = 3z 4 5z 3 + 2z (b) f (z) = z 4z + 1 f (z) = 12z 3 15z 2 + 2

Mat Dynaaminen optimointi, mallivastaukset, kierros Vaimennetun heilurin tilanyhtälöt on esitetty luennolla: θ = g sin θ r θ

Tilaesityksen hallinta ja tilasäätö. ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 6: Tilasäätö, tilaestimointi, saavutettavuus ja tarkkailtavuus

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

DEE-11110: SÄHKÖTEKNIIKAN PERUSTEET. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

Muuntajan toiminnasta löytyy tietoja tämän työohjeen teoriaselostuksen lisäksi esimerkiksi viitteistä [1] - [4].

Varauspumppu-PLL. Taulukko 1: ulostulot sisääntulojen funktiona

ELEKTRONIIKAN PERUSTEET

ELEKTRONISET JÄRJESTELMÄT, LABORAATIO 1: Oskilloskoopin käyttö vaihtojännitteiden mittaamisessa ja Theveninin lähteen määritys yleismittarilla

SEISOVA AALTOLIIKE 1. TEORIAA

Takaisinkytkentä. Avoin piiri vs. suljettu piiri. Tärkeä osa elektroniikkasuunnittelua

IIZE3010 Elektroniikan perusteet Harjoitustyö 2

ELEC-C1230 Säätötekniikka. Luku 7: Taajuusanalyysi

KANDIDAATINTYÖ. Tuukka Junnikkala SÄHKÖTEKNIIKAN KOULUTUSOHJELMA

IIZE3010 Elektroniikan perusteet Harjoitustyö. Pasi Vähämartti, C1303, IST4SE

SMG-2100: SÄHKÖTEKNIIKKA. Kirchhoffin lait Aktiiviset piirikomponentit Resistiiviset tasasähköpiirit

S SÄHKÖTEKNIIKKA JA ELEKTRONIIKKA

Radioamatöörikurssi 2013

Automaation elektroniikka T103403, 3 op AUT2sn. Pekka Rantala syksy Opinto-opas 2012

RADIOTEKNIIKKA 1 HARJOITUSTYÖ S-2009 (VERSIO2)

SaSun VK1-tenttikysymyksiä 2019 Enso Ikonen, Älykkäät koneet ja järjestelmät (IMS),

LABORATORIOTYÖ 2 A/D-MUUNNOS

Vahvistimet. Käytetään kvantisointi alue mahdollisimman tehokkaasti Ei anneta signaalin leikkautua. Mittaustekniikka

EMC: Electromagnetic Compatibility Sähkömagneettinen yhteensopivuus

Lukittuminen. Suljettu silmukka

SÄÄTÖJÄRJESTELMIEN SUUNNITTELU

RATKAISUT: 22. Vaihtovirtapiiri ja resonanssi

FYS206/5 Vaihtovirtakomponentit

Parametristen mallien identifiointiprosessi

Coulombin laki. Sähkökentän E voimakkuus E = F q

Tehtävä 1. a) sähkövirta = varausta per sekunti, I = dq dt = 1, A = 1, C s protonin varaus on 1, C

Alias-ilmiö eli taajuuden laskostuminen

ELEC-C3230 Elektroniikka 1. Luento 1: Piirianalyysin kertaus (Lineaariset vahvistinmallit)

Transkriptio:

4. kierros 1. Lähipäivä

Viikon aihe Taajuuskompensointi, operaatiovahvistin ja sen kytkennät Taajuuskompensaattorit

Mitoitus Kontaktiopetusta: 8 h Kotitehtäviä: 4 h + 0 h

Tavoitteet: tietää Operaatiovahvistimen sisäinen rakenne astetasolla Mitä taajuuskompensoinnilla tarkoitetaan Miller-kompensointi

Tavoitteet: ymmärtää Eri asteiden tehtävä operaatiovahvistimessa Mistä nousunopeus rajoitus johtuu Miller-kompensoinnin edut verrattuna pelkkään kapasitanssin lisäämiseen Alikompensointi vs. yksikkötakaisinkytketyn vahvistimen kompensointi Miten vaiheen johto- ja jättöpiirit toimivat

Tavoitteet: soveltaa Kompensoinnin mitoittaminen vaihemarginaalitavoitteeseen tunnetusta vahvistinrakenteesta Vaiheen johto- ja jättöpiirin mitoittaminen

Tietoisku I: Vaiheen johto- ja jättöpiirit Idea: muutetaan systeemin vahvistus- ja vaihevaroja siten, että säädetylle järjestelmälle saadaan haluttu käyttäytyminen Johtopiiri: nostetaan vaihekäyrää halutuilla taajuuksilla Jättöpiiri: lasketaan vaihekäyrää halutuilla taajuuksilla

Vaiheen johtopiiri Nostaa vahvistuskäyrää korkeilla taajuuksilla Vaihekäyrää halutulla taajuusalueella G ( s) = K lead 1 ω 0 1 kω 0 s + 1 s + 1 ω m = kω 0 sin( φ ) m = k 1 k + 1

Vaiheen jättöpiiri Nostaa vahvistuskäyrää matalilla taajuuksilla Laskee vaihekäyrää pienillä ja halutulla taajuusalueella G ( s) = K lag 1 kω 1 ω 0 0 s + 1 s + 1

Vaiheen johtojättöpiiri Toimii kuin PIDsäädin Jättöpiiri suunnitellaan matalille taajuuksille pitää huolen pysyvästä poikkeamasta G lead lag (s)=k 1 ω 1 (s+1) 1 k 1 ω 1 s+1 1 k 2 ω 2 s+1 1 ω 2 s+1 Johtopiiri suunnitellaan korkeille taajuuksille stabiloi ja nopeuttaa

Harjoituksia: Lasketaan analogisen tehtävät 1-3

Tietoisku II: Takaisinkytketyn vahvistimen stabilointi Epästabiilius takaisinkytketyissä vahvistimissa on seurausta liian suuresta negatiivisesta vaihesiirrosta yksikkövahvistustaajuudella UGF Vahvistin voidaan teoriassa suunnitella niin, että ylimääräiset navat ja nollat ovat riittävän korkealla taajuudella UGF:ään verrattuna Usein vaikeaa toteuttaa ilman kohtuutonta tehonkulutusta

Takaisinkytketyn vahvistimen stabilointi Pudotetaan DC-vahvistusta UGF siirtyy matalammalle taajuudelle Haittana paluuerotuksen heikkeneminen Takaisinkytkentä toimii vähemmän ideaalisesti β A K K p 0 p 1 ω

Taajuuskompensointi Valitaan yksi navoista määrääväksi Navan taajuutta siirretään alas lisäämällä kapasitanssia piiriin Jos mahdollista siirretään muita napoja ylös Vahvistin voidaan kompensoida stabiiliksi Yksikkötakaisinkytkettynä Vahvistin on stabiili suljetun silmukan vahvistuksesta riippumatta Minimivahvistuksella A f (alikompensointi) Silmukkavahvistus on matalampi kuin yksikkötakaisinkytkennässä Saavutetaan laajempi kaistanleveys Kompensoinin toteutus Lisäkapasitanssi Miller Stabiiliuden vaihemarginaalin raja todellisuudessa välillä ϕm =45-60.

Lisäkapasitanssi Lisätään piiriin kondensaattori, joka siirtää yhtä napaa ja samalla UGF:ää alas Yleensä siirretään napaa, joka on valmiiksi alimpana Paluuerotus matalilla taajuuksilla ei heikkene Kaistanleveys kapenee β A K p 0 p 0 p 1 ω

Miller-kompensointi Miller-efekti kertoo kapasitanssin asteen jännitevahvistuksella Tehokas tapa synnyttää dominoiva napa Lisäksi Miller-kompensointi siirtää asteen lähtöön syntyvää napaa ylöspäin Merkittävä etu verrattuna pelkkään yhden navan siirtämiseen alas ( K 2 + 1) C c + C p1 C c β A V f + K 1 V - s K2 C p1 C p 2 V o p 1 p 1 p 0 p 0 ω

Kaksiasteinen operaatiovahvistin Mitä eri toiminnallisia osia piiristä löytyy?

UGF vaihemarginaalista Vaihesiirto maksimissaan Yksi nolla kääntää Yksi napa kääntää Vaihemarginaali z1 180 o p1 =tan 1 UGF p1 m =180 o z1 pi p2

Harjoituksia: Lasketaan tehtävät 1 ja 2

Tietoisku III: kotiprojekti Tutustu operaatiovahvistimen sisäiseen rakenteeseen ja tutki sen eri osia ks. esimerkiksi Sedra&Smith ja S-87.2020 kurssin luentokalvot luennolta 6 Ryhmien tulosten purkaminen ensi viikolla

Seuraavalla kerralla Jatketaan samasta aiheesta