начало (СКЕ 2005) - circuit-fantasia.com - кратък построителен курс

ЛЕКЦИЯ 1

1. Елементарни пасивни преобразуватели

1.1. Елементарни резистивни преобразуватели с токов изход

1.1.1. Основната електрическа верига, захранвана от идеален източник на напрежение. Функционална представа за феномена напрежението поражда ток (права причинно-следствена връзка в закона на Ом). Градивни елементи и техните атрибути. Визуализиране на невидимите електрически величини чрез графични обекти: потенциални стълбчета, потенциални диаграми и токови контури.

1.1.2. Извличане на елементарни аналогови преобразуватели от основната електрическа верига, захранвана от идеален източник на напрежение.

1. Преобразувател напрежение-ток. Приложения (включително и от други дисциплини): генериране на ток управлявано чрез напрежение (съставен източник на ток по Тевенин); косвено измерване на напрежение чрез преобразуване в ток (съставен волтметер); транзисторен ключ (входна верига); токов интерфейс (предавател); зареждане на акумулаторни батерии. Недостатъци при работа с реален източник на напрежение и реален токов товар. Дискусия: Можем ли да кажем, че източникът на ток представлява "лош" източник на напрежение? Търсене на: компромисно решение за намаляване на грешките в пасивната схема; идеално решение за пълно елиминиране на грешката (идеи за превръщане на пасивната схема в активна); универсален принцип за превръщане на несъвършенните пасивни схеми в почти идеални активни схеми (продължава във всички лекции, посветени на пасивните схеми).

2. Преобразувател съпротивление-ток. Приложения: генериране на ток управлявано чрез съпротивление (съставен източник на ток); косвено измерване на съпротивление чрез преобразуване в ток (съставен омметър); косвено измерване на неелектрични величини чрез резистивни сензори. Недостатъци и идеи за отстраняването им.

3. Аналогов делител напрежение/съпротивление. Приложения: умножаващ цифрово-аналогов преобразувател (матрица R-2R) с опорно (входно) напрежение и токов изход (на идейно ниво). Недостатъци и идеи за отстраняването им.

1.1.3. Извличане на елементарни аналогови преобразуватели от основната електрическа верига, захранвана от няколко източника на напрежение.

1. Последователен суматор на напрежения (съгласно II закон на Кирхоф). Приложения: изваждащо устройство в електронните схеми с последователна отрицателна обратна връзка (на идейно ниво). Недостатъци и идеи за отстраняването им. Дискусия: Какъв е проблемът на общата "маса" в схемотехниката?

2. Схеми с "некоректно" свързани източници на напрежение. Дискусия: Можем ли да свържем един към друг два източника на напрежение? Какво ще стане, ако започнем да изменяме напрежението на единия, на другия или и на двата едновременно (еднопосочно и противопосочно)? Идеи за бъдещо построяване на "абсурдни" електронни схеми.

1.2. Елементарни резистивни преобразуватели с напреженов изход

1.2.1. Основната електрическа верига, захранвана от идеален източник на ток. Функционална представа за феномена токът поражда напрежение (обратна причинно-следствена връзка в закона на Ом). Градивни елементи и техните атрибути.

1.2.2. Извличане на елементарни аналогови преобразуватели от основната електрическа верига, захранвана от идеален източник на ток.

1. Преобразувател ток-напрежение. Приложения: генериране на напрежение управлявано чрез ток (съставен източник на напрежение по Нортън); косвено измерване на ток чрез преобразуване в напрежение (съставен амперметър, АЦП с токов вход); колекторен резистор в транзисторен усилвател; токов интерфейс (приемник); обратна връзка по ток. Недостатъци при работа с реален източник на ток и реален напреженов товар. Недостатъци и идеи за отстраняването им.

2. Преобразувател съпротивление-напрежение. Приложения: генериране на напрежение управлявано чрез съпротивление (съставен източник на напрежение по Нортън); косвено измерване на съпротивление чрез преобразуване в напрежение (съставен омметър); косвено измерване на неелектрични величини чрез резистивни сензори. Недостатъци и идеи за отстраняването им.

3. Аналогов умножител ток х съпротивление. Приложения: умножаващ цифрово-аналогов преобразувател (матрица R-2R) с опорен ток и напреженов изход (на идейно ниво). Недостатъци и идеи за отстраняването им.

1.2.3. Извличане на елементарни аналогови преобразуватели от основната електрическа верига, захранвана от няколко източника на ток.

1. Паралелен суматор на токове (съгласно I закон на Кирхоф). Приложение в активните схеми с паралелна отрицателна обратна връзка (на идейно ниво). Недостатъци и идеи за отстраняването им.

2. Схеми с "некоректно" свързани източници на ток. Дискусия: Можем ли да свържем един към друг или последователно на товара два източника на ток? Какво ще стане, ако започнем да изменяме тока на единия, другия или на двата едновременно (еднопосочно и противопосочно)? Идеи за бъдещо построяване на "парадоксални" електронни схеми.

 


Литература

 

 


Интернет ресурси

Lessons In Electric Circuits: Ohm's Law, DC Metering Circuits, DC Circuit Experiments.

www.HobbyElectronics.info: Current and Resistors.

techlearner.com: Series Resistive Circuits, Parallel Resistive Circuits

Williamson-Labs: Intuitive Electronics, Resistors.

 


Как протече първата лекция ...

Честита Баба Марта!В зала 2140 студентите, както се казва в такива случаи, "се брояха на пръсти" (е, имаше към 30-на души). Може би причината беше в празника 1 март :)? А как ще бъде следващия път, когато пак е празник - 8 март? Или може би смятахте, че ще присъствате на скучно занимание? Но след началното запознаване се възцари ведра атмосфера и дори на моменти монологът се превърна в диалог. Специално благодаря на колегата Владимир от 56 гр., който участва активно с уместни забележки и дори остана след лекцията с група колеги за малка дискусия.

Колеги, искам да се обърна с молба да посещавате лекциите. Нека в з. 2140 да обсъждаме свободно схемните феномени, а в лаб. 1315 да ни остане време да изследваме интересни схеми. Защото на първите лабораторни упражнения с гр. 58а и 60а се наложи да повторя доста от казаното на лекции. А пък от моя страна ще направя всичко възможно да не ви бъде скучно. Обещавам ви да не ви давам нито една схема наготово, ще си ги построяваме сами от началото до края!

Участието ви по време на лекции (както и на лабораторните упражнения, а също и чрез e-mail) ще бъде възнаградено с допълнителни точки (черни, червени и зелени кръстчета в списъците, вижте например първите резултати на гр. 58а и 60а). Това увеличава шанса ви за освобождаване от изпит.

За ваше улеснение започвам да сканирам записки на лекциите (ръкописни чернови) и да ги помествам на сайта (вижте настоящата лекция 1 и следващата лекция 2). Така, че може и да не записвате толкова подробно (извинявам се за лошия почерк). Също така следете и краткия построителен курс.

Моля, изпращайте въпросите си, свързана с тази лекция на cyril@circuit-fantasia.com.

Последна редакция March 26, 2005