BAB 1 Pendahuluan 1. Latar belakang RL, RC, DAN RLC SIRKUIT yang utama dari tugas adalah ini untuk dengan cepat meninjau ulang apa yang Anda telah memahami tentang kapasitor-kapasitor, induktor-induktor, dan AC sirkit-sirkit dan untuk meluas ketrampilan-ketrampilan analisis rangkaian mu yang baru untuk menutup(meliput isyarat-isyarat sinusoidal. Tujuan utama dari tugas ini adalah untuk segera memeriksa apa yang anda sudah tahu tentang kapasitor, induktor-induktor, pesiar AC untuk memperluas pesiar sirkuit baru Anda sirkuit analisis keterampilan untuk menutupi sinyal sinusoidal. Tugas mengambil dari Chapters 6-10 teks mu. Anda akan juga belajar bagaimana caranya menggunakan Spice untuk menirukan barang kepunyaan waktu tergantung dan untuk meneliti tanggapan frekuensi tergantung di sirkit-sirkit AC. Penugasan dari mengacu Chapters 6-10 teks anda. Anda juga akan mempelajari cara menggunakan Spice untuk mensimulasikan efek tergantung waktu pesiar menganalisis frekuensi tergantung respon dalam sirkuit AC.

Kita terus meningkat mengirakan Sirkuit-sirkuit dalam kaitan dengan?dengan menggunakan istilah perilaku terminal. Kami semakin mengandung dari sirkuit dari segi perilaku terminal. Yang ,kita label isyarat sumber Itulah sebabnya, kami label sumber sinyal dan beda-potensial antara beberapa yang lain pasang pesiar [tangkai pohon/bengkak urat] potensi perbedaan antara berbaring sepasang [tangkai pohon/bengkak urat] ,dan kita berpikir tentang jaringan dari alat-alat antara masukan dan terminal keluaran untuk menjadi filter bahwa mengubah bentuk ,Pesiar kami berpikir dari jaringan antara perangkat masuk terminal keluaran pesiar menjadi penyaring yang mengubah bentuk ke dalam ke dalam . Mengukur C dan L :Natural Response Pengukuran C D pesiar: Alam / Langkah Tanggap 1. Percobaan

Gambar Rangkaian RC

Gambar rangkaiaan RL.

2. Anda telah dilengkapi dengan suatu papan pemotongan roti, suatu resistor, suatu kapasitor, satu induktor, suatu generator fungsi, dan suatu osiloskop. Anda telah diberikan dengan papan tempat memotong roti, sebuah resistor, sebuah kapasitor, sebuah induktor, fungsi generator, pesiar sebuah osiloskop. Pertama-tama, mengukur pembalasan dari resistor dengan cara apapun anda suka. Pertama, mengukur perlawanan dari resistor dengan cara apapun yang Anda inginkan. Lalu membangun rangkaian LC dan RC sirkit-sirkit menunjukkan di dalam Gambar 5 .membangun Kemudian seri LC pesiar RC sirkuit yang ditunjukkan dalam Gambar 5.Pandu sirkit-sirkit dengan suatu isyarat gelombang bujur-sangkar dari generator fungsi. Mendorong sirkuit persegi dengan gelombang sinyal dari generator fungsi. 3. Untuk masing-masing sirkit, memungut suatu frekuensi yang baik, dan menemukan capacitance/inductance dengan mengukur tetapan-waktu dari tanggapan dengan osiloskop. Untuk setiap sirkuit, memilih frekuensi yang baik, pesiar menemukan

kapasitansi / induktans oleh mengukur waktu konstan dari respon dengan osiloskop. Menjelaskan apa yang pilihan yang dibuat dari mu frekuensi ``baik.'' Gunakan satu saluran dari osiloskop itu untuk mengukur Jelaskan apa yang Anda pilihan frekuensi ``baik''Gunakan satu saluran yang osiloskop untuk mengukur ,dan picu pada saluran itu. , Pesiar memicu pada saluran. Kukur Mengukur dengan saluran yang lain untuk memperhatikan yang alami(wajar dan tanggapan undak dari sirkit. dengan saluran yang berbaring untuk melihat alam pesiar langkah Tanggapan dari sirkuit. Mengukur setengah permainan dan mengubah menjadi tetapan-waktu itu bisa lebih mudah berusaha untuk mengukur tetapan-waktu secara langsung. Mengukur separuh waktu pesiar mengubahnya ke waktu konstan mungkin lebih mudah daripada mencoba untuk mengukur waktu konstan secara langsung. Gunakan Menggunakan waktu fitur perbesaran dasar dari osiloskop itu untuk memperbaiki ketepatan pengukuranpengukuran waktu mu. waktu pembesaran fitur dasar dari osiloskop untuk meningkatkan ketepatan waktu Anda pengukuran. Beri ketidak-pastian-ketidak-pastian di dalam hasil-hasil Anda. Memberikan dalam ketidakpastian hasil Anda. 4. Simulasi Simulasi

Gunakan suatu analisa yang temporer ( .TRAN analisa dengan suatu isyarat PULSE) untuk menirukan satu eksperimen-eksperimen mu Bagian 1 .Gunakan analisis sementara (.TRAN analisis dengan PULSE sinyal) untuk meniru salah satu percobaan Bagian 1.Anda dapat mengukur voltase mengukur dan naik turun jam generator fungsi dengan osiloskop itu untuk (mungkin) hasilkan suatu simulasi lebih realistis. Anda dihubungkan mengukur tingkat tegangan pesiar bangkit pesiar jatuh kali fungsi generator dengan osiloskop ke (mungkin) menghasilkan simulasi yang lebih realistis. Bandingkan dan bandingkan alur cerita voltase dari simulasi mu dengan runutan osiloskop mu yang yang di/terukur. Bandingkan pesiar kontras dengan tegangan merencanakan dari simulasi dengan diukur osiloskop bekas. Latihan Pertimbangkan; menganggap rangkaian RL sirkit dari Gambar 5 yang disetir oleh suatu voltase yang sinusoidal. Mempertimbangkan sirkuit dari RL Gambar rangkaian 5 didorong oleh tegangan sinusoidal. Menggunakan metoda favorit mu, memperoleh satu ungkapan untuk perbandingan Menggunakan metode favorit, berasal berkesan untuk

rasio dari besaran dari voltase ke seberang capacitor/inductor itu kepada besaran dari voltase ke seberang sumber voltase sebagai suatu fungsi frekuensi. yang besar dari

tegangan di seluruh kapasitor / induktor dengan besarnya tegangan dari seluruh sumber tegangan sebagai fungsi frekuensi. Untuk model suatu induktor yang riil, termasuk satu hambat dalam Untuk model induktor riil, termasuk perlawanan RL yang internal secara urut dengan induktor, dan termasuk resistor ini di dalam penurunanvoltase ke seberang induktor. dalam seri dengan induktor, pesiar ini termasuk penghambat di menetes jatuh tegangan di seluruh induktor. Gunakan ungkapan mu untuk Anda gunakan untuk berekspresi untuk menemukan satu ungkapan untuk induktans menemukan ekspresi untuk induktans dalam kaitan dengan?dengan menggunakan istilah dalam hal S, R RL, dan ,Pesiar . .haruslah Yang dicatat bahwa tidak ada apapun tentang pendekatan umum ini yang dikhususkan untuk induktorinduktor. Perlu dicatat bahwa tidak ada apa-apa tentang ini pendekatan umum yang khusus untuk induktor-induktor. Itu bekerja sama seperti baik bagi mengukur kapasitansi. Itu bekerja juga hanya untuk mengukur kapasitansi.

RLC Resonansi RLC resonansi 1. Berlatih Latihan Pada resonansi, yang kapasitip dan reaktansi induktif batalkan, sudut fase Pada resonansi, yang pesiar kapasitip induktif reaktan-reaktan membatalkan, di sudut fase adalah 0, dan voltase ke seberang resistor itu adalah maksimal (seperti(ketika adalah arus dan adalah 0, pesiar voltase di seluruh penghambat adalah maksimal (seperti juga yang sekarang pesiar ). ).Peroleh satu ungkapan untuk frekuensi resonansi Berasal berkesan untuk resonan frekuensi dari suatu rangkaian RLC sirkit dalam kaitan dengan?dengan menggunakan istilah dari RLC Circuit rangkaian dalam hal dan pesiar . .

2. Simulasi

Ganbar rangkaian RLC

3. satu analisa AC disiapkan dari sirkit menunjukkan di dalam Gambar 6 .Alur cerita hasil dari Menyiapkan AC analisis dari sirkuit ditampilkan pada Gambar 6.Alur cerita dari Produce dan pesiar sebagai suatu fungsi frekuensi, dan mencatat frekuensi resonansi yang diramalkan. sebagai fungsi frekuensi, pesiar perhatikan prediksi resonan frekuensi. Selidiki dan melaporkan tentang ketergantungan dari alur cerita dan frekuensi resonansi di pembalasan Menyelidiki pesiar melaporkan ketergantungan dari merencanakan pesiar resonan frekuensi pada perlawanan ,dan menjelaskan. ,Pesiar menjelaskan. 4. Eksperimen Percobaan

Disiapkan sirkit menunjukkan di dalam Gambar 6 .Mengatur sirkuit ditampilkan pada Gambar 6.Kukur voltase ke seberang sumber Mengukur tegangan di seluruh sumber dengan nya menggali osiloskop dan saluran yang satu dengan pesiar osiloskop dengan yang lain. dengan yang berbaring. Putar angka telepon atas XY gaya di waktu dasar tombol untuk merencanakan Dial atas XY gaya pada waktu dasar kenop ke petak melawan v . .Pada resonansi, dua isyarat-isyarat ini di dalam tahap. Pada resonansi, kedua sinyal berada dalam tahap. Di gaya XY, hal ini kelihatan seperti suatu garis lurus. Dalam XY gaya, ini terlihat seperti garis lurus. Pada frekuensi lain manapun, jejak osiloskop menyerupai satu bentuk lonjong. Pada frekuensi yang berbaring, yang menyerupai sebuah osiloskop jejak elips. Pada waktunya dasar gaya, anda dapat mencari frekuensi di mana voltase ke seberang resistor Dalam gaya dasar waktu, Anda dihubungkan mencari frekuensi di mana tegangan di seluruh hambat adalah maksimal. adalah maksimal. Laporkan satu ketidak-pastian di dalam hasil Anda. Lapor sebuah dalam ketidakpastian hasil. Bandingkan hasil mu dengan ramalan mu yang teoritis yang menggunakan nilai-nilai yang di/terukur terbaik dari mu yang Membandingkan hasil Anda dengan menggunakan teori prediksi terbaik diukur nilai-nilai dan pesiar . .

ARUS BOLAK-BALIK ke(pada Konversi DC Konversi ARUS BOLAK-BALIK ke DC Separuh Perata Arus [Gelombang] Separuh Perata arus [Gelombang]

Gambar : Setengah arus gelombang Satu yang penting masuk mengubah 120 V ARUS BOLAK-BALIK menggerakkan yang disediakan oleh suatu saluran dinding yang standar ke dalam 5 V DC menggerakkan untuk komputer mu adalah pengurangan voltase. Sebuah langkah dalam terkurung mengkonversi 120 V menggerakkan disediakan oleh standar stopkontak ke dalam 5 V DC menggerakkan untuk komputer Anda adalah penurunan tegangan. Anda telah dilengkapi dengan suatu trafo variabel bahwa dapat melangkah 120 V isyarat dari stop kontak dinding hingga [menuju] ke 7 V ke seberang kedua terminal-terminal yang merah, atau 35 V ke seberang yang manapun pasangan yang black/red. Anda telah diberikan dengan anggaran yang dihubungkan trafo langkah 120 V sinyal dari dinding cross section untuk 7 V merah di dua terminal, atau 3,5 V di baik hitam / merah pasangan. Di dalam latihan-latihan yang berikut, menggunakan 7 V opsi. Pada latihan berikut ini, gunakan opsi V 7. Untuk mengkonversi satu arus AC bahwa membelanjakan sejumlah sama dari penyaluran langsung waktu di dalam arah kebalikan ke dalam suatu penyaluran langsung DC yang ada di dalam hanya arah nya, kita memerlukan suatu alat bahwa menanggapi dengan cara yang berbeda kepada voltase luar dari polaritas-polaritas yang berbeda. Untuk mengkonversi AC saat ini yang menghabiskan banyak waktu sama mengalir ke arah berlawanan di DC yang sekarang mengalir dalam satu arah, kita perlu sebuah perangkat yang berbeda untuk merespon diterapkan tegangan polaritas yang berbeda. Alat patokan menggunakan untuk tujuan ini di dalam elektronika yang modern adalah dioda semipenghantar .Standar perangkat yang digunakan untuk tujuan ini di elektronik adalah modern semikonduktor dioda. Sirkit dari Gambar 8 disebut setengah perata arus/pengoreksi [gelombang/lambaian] ,karena dioda hanya menghalangi segmen-segmen dari isyarat dengan polaritas negatif. Di sirkuit yang Gambar 8 perata arus/pengoreksi disebut setengah gelombang, karena hanya blok dioda yang segmen dari sinyal dengan polaritas negatif.

Disiapkan sirkit dari Gambar 8 menggunakan suatu 10 kali 1000 Mengatur sirkuit dari Gambar 8 menggunakan 10 kali 1000 mengisi?memuat resistor, dan membandingkan voltase ke seberang resistor beban kepada isyarat masukan. beban resistor, pesiar

membandingkan tegangan di beban penghambat untuk masuk sinyal. Adalah anda yang dikejutkan oleh voltase puncak ke seberang beban? Mencatat dari . ini. Apakah Anda terkejut oleh puncak tegangan di beban? Membuat catatan ini. Juga membandingkan pengamatan-pengamatan mu dengan suatu simulasi Spice (suatu analisa yang temporer). Anda juga membandingkan dengan pengamatan Spice simulasi (sementara sebuah analisis). Jika mereka setuju, hanya menyerahkan suatu grafik dari simulasi. Jika mereka setuju, hanya tangan dalam grafik simulasi. Jika tidak, juga sket mu mengamati runutan osiloskop. Jika tidak, Anda juga skets diamati osiloskop bekas. Di dalam simulasi Spice Anda, jangan dengan tegas termasuk trafo. Anda Spice simulasi, tidak secara eksplisit termasuk trafo. Hanya memperlakukan nya sebagai suatu sumber voltase sinusoidal. Cukup memperlakukan sebagai sumber tegangan sinusoidal. Untuk menggunakan dioda-dioda di suatu sirkit, meliputi yang berikut statemen di suatu tempat di dalam file sirkit Anda. Untuk menggunakan dioda-dioda di sirkuit, meliputi suatu pernyataan di sirkuit file. .- MODEL D1 D .MODEL D1 D Hal ini mengatakan kepada Spice bahwa alat mengetik D1 adalah suatu dioda silikon yang umum. Rempah-rempah ini memberitahu bahwa perangkat jenis D1 adalah generik dioda silikon. Lalu, dioda-dioda ditetapkan dengan sintaksis Kemudian, diodadioda ditetapkan dengan sintaks [-Nama] [+] [-] D1 [ Nama] [+] [-]D1 di mana [Nama] ladang harus mulai dengan suatu D ,dan arus diizinkan untuk mengalir dari [+][tangkai pohon/bengkak urat] ke [-]dimana yang telanjang [Nama] lapangan harus dimulai dengan D, pesiar saat ini boleh mengalir dari [+][tangkai pohon/bengkak urat] ke [-]telanjang

Gambar 9: Suatu perata arus setengah gelombang dengan filter. Anda perlu sudah menemukan bahwa beban tidak sedang disetir oleh suatu terutama sekali kokoh DC isyarat, meski arus selalu pindah ke satu arah. Anda akan menemukan

bahwa beban yang tidak terutama didorong oleh DC sinyal stabil, meskipun saat ini selalu bergerak dalam satu arah. (Jika anda tidak, barangkali kita perlu memperhatikan apa yang Anda menemukan bersama-sama.) Langkah yang berikutnya untuk menggunakan suatu kapasitor yang besar untuk menyaring kebanyakan dari variasi atau riak yang tak dikehendaki di dalam isyarat ke seberang resistor beban. (Jika anda tidak, mungkin kita harus melihat apa yang ditemukan bersama-sama.) Langkah selanjutnya adalah dengan menggunakan kapasitor yang besar untuk menyaring besar sebagian variasi yang tidak diinginkan atau riak dalam sinyal di seluruh beban resistor. Sirkit dari Gambar 9 termasuk suatu kapasitor filter di dalam paralel dengan beban. Di sirkuit yang Gambar 9 termasuk menyaring kapasitor secara paralel dengan beban. Karena dioda itu tidak mengizinkan[membiarkan arus untuk mengalir punggung melalui kepada trafo, kapasitor membebaskan/memecat melalui resistor beban dengan suatu tetapan-waktu Sejak dioda tidak mengijinkan pengiriman pesan sekarang mengalir melalui kembali ke trafo, kapasitor yang membebaskan/memecat melalui resistor beban dengan waktu konstan . .Mengumpamakan Dengan anggapan memperoleh satu ungkapan untuk puncak itu untuk mencapai puncak besaran dari riak di dalam isyarat keluaran dalam kaitan dengan?dengan menggunakan istilah untuk mendapatkan sebuah ekspresi puncak ke puncak besar dari riak dalam keluaran sinyal dari segi dan .Mengumpamakan suatu 10 kali 1000 Assuming suatu 10 beban kali 1000, menemukan kapasitansi-kapasitansi yang anda akan perlu terbiasa dengan mengurangi riak itu ke(pada 10% dan 1% dari voltase keluaran DC. beban, cari kapasitansi-kapasitansi anda harus digunakan untuk mengurangi riak sampai 10% pesiar 1% dari tegangan DC keluaran.

Menggunakan kapasitor filter terbaik yang anda dapat menemukan 3 ,kukur tingkatan DC dan besaran dari riak ke seberang beban. Menggunakan penyaring kapasitor terbaik Anda dihubungkan menemukan 3, mengukur tingkat DC pesiar besarnya dari berdesir di seluruh beban. Gunakan DC (kopling langsung) gaya dari osiloskop atau suatu DVM untuk mengukur tingkatan DC, dan menggunakan AC (penggabungan aktif) gaya dari osiloskop itu untuk mencabut komponen DC dari isyarat dan mengkerutkan di riak. Gunakan DC (arahkan kopel) cara yang osiloskop atau DVM untuk mengukur tingkat DC, pesiar menggunakan AC (aktif kopel) cara yang osiloskop untuk menghapus komponen DC dari sinyal pesiar memperbesar pada riak. Lalu perubahan tahanan beban, dan menentukan apakah riak mengubah seperti diharapkan. perubahan Kemudian beban perlawanan, pesiar menentukan apakah riak perubahan seperti yang diharapkan.

Penyearah Gelombang-Penuh

Gambar 10: Suatu penyearah gelombang-penuh dengan suatu filter. Bentuk wujud dari empat dioda di dalam sirkit menunjukkan di dalam Gambar 10 disebut suatu penyearah jembatan .Konfigurasi dari empat dioda-dioda di sirkuit yang ditampilkan pada Gambar 10 disebut jembatan perata arus/pengoreksi. Ini juga suatu penyearah gelombang-penuh ,karena itu tidak membuang bagian mana pun dari isyarat masukan. Ia juga penuh gelombang perata arus/pengoreksi, karena tidak membuang dari bagian masukan sinyal. Sebagai konsekwensi, filter untuk sirkit ini memerlukan dengan perkiraan kasar separuh tetapan-waktu dari separuh perata arus/pengoreksi [gelombang/lambaian]. Akibatnya, filter untuk sirkuit ini membutuhkan waktu sekitar setengah konstan dari perata arus/pengoreksi setengah gelombang. Bangun sirkit dari Gambar 10 menggunakan suatu 10 kali 1000 Membangun sirkuit dari Gambar 10 dengan menggunakan 10 kali 1000 mengisi?memuat resistor dan suatu kapasitor filter yang pantas, dan membandingkan pengamatan atas mu voltase ke seberang resistor beban, dengan dan tanpa kapasitor filter, dengan simulasi-simulasi Spice. 4 If mereka setuju, hanya menyerahkan suatu grafik dari simulasi. beban pesiar resistor kapasitor menyaring yang cocok, pesiar anda membandingkan observasi dari tegangan beban di hambat, dengan pesiar tanpa menyaring kapasitor, dengan Spice simulasi. 4 Jika mereka setuju, hanya tangan dalam grafik simulasi. Jika tidak, juga sket mu mengamati jejak osiloskop. Jika tidak, Anda juga skets diamati osiloskop jejak. Kukur besaran dari riak, mengubah tahanan beban, dan menentukan apakah riak mengubah seperti diharapkan. Mengukur jarak dari berdesir, mengubah beban perlawanan, pesiar menentukan apakah riak perubahan seperti yang diharapkan. A ``Yang riil'' DC Persediaan Daya J'' Persediaan Daya DC Riil

Gambar arus gelombang lengkap dengan pengatur teganga

Anda telah diberi satu persediaan daya yang terbuka yang dibangun seperti yang ditunjukkan di dalam Gambar 11 .Anda telah diberi buka listrik dibangun seperti yang ditunjukkan pada Gambar 11. Penyediaan ini adalah suatu penyearah gelombangpenuh dengan suatu filter dan suatu alat memanggil(hubungi suatu pengatur tegangan bahwa mencabut riak sisa. Ini adalah pasokan perata arus/pengoreksi gelombang penuh dengan menyaring pesiar perangkat yang disebut pengatur tegangan yang menghapus sisa suara. Alat ini adalah satu integrated sirkit (IC) bahwa berisi banyak resistor-resistor sangat kecil, kapasitor-kapasitor, dioda-dioda dan transistor-transistor menghasilkan di suatu wafer silikon. Perangkat ini merupakan sirkuit terpadu (IC) yang berisi banyak sangat kecil resistor-resistor, kapasitor-kapasitor, dioda-dioda Transistor pesiar diproduksi pada satu kue silikon wafer. Pada saat ini, kita akan memperlakukan nya sebagai suatu ``kotak hitam.'' Fungsi nya untuk kirim atau menerima arus jika dibutuhkan untuk memelihara suatu voltase keluaran yang tetap. Untuk saat, kami akan memperlakukan sebagai ``kotak hitam''Fungsinya untuk menyampaikan atau menerima saat ini sebanyak yang diperlukan untuk menjaga konstan tegangan keluaran. Rangkaian 78XX dari pengatur tegangan memelihara satu voltase keluaran dari XX Volts. 78XX dengan pengatur rangkaian tegangan keluaran yang menjaga tegangan dari XX Volts. Penyediaan mu mempunyai suatu 7806, sehingga voltase keluaran DC harus dekat dengan 6 V.Anda memiliki persediaan 7806, sehingga DC keluaran tegangan harus mendekati 6 V. Bongkar-bongkar secara hati-hati dengan osiloskop. Sodok sekitar osiloskop dengan hati-hati. Kapasitor filter adalah secara phisik kapasitor yang paling besar. Saring kapasitor adalah kapasitor fisik yang terbesar. Itu juga mempunyai kapasitansi yang paling besar. Ia juga memiliki terbesar kapasitansi. (Yang lain dua kapasitor, yang

berlabel (Dua kapasitor lainnya, label dan pesiar direkomendasikan oleh pabrikan dari pengatur tegangan.) Kukur DC dan tegangan riak kedua-duanya di keluaran dan di kapasitor filter. yang direkomendasikan oleh produsen yang pengatur tegangan.) Ukurlah DC pesiar riak tegangan keluaran baik di pesiar di menyaring kapasitor.