1 / 28

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διάλεξη 7

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διάλεξη 7. 30 Σεπτεμβρίου, 200 8 Δρ. Στυλιανή Πετρούδη. ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ. Τα θέματα μας σήμερα. ΚΕ 3 Αυτή η εργασία πρέπει να παραδοθεί στις 7 /10 /200 8 Σημειώσεις Εργαστήρια

Download Presentation

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διάλεξη 7

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. ΗΜΥ 100Εισαγωγή στην Τεχνολογία Διάλεξη 7 30 Σεπτεμβρίου, 2008 Δρ. Στυλιανή Πετρούδη ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ

  2. Τα θέματα μας σήμερα • ΚΕ3 Αυτή η εργασία πρέπει να παραδοθεί στις 7/10/2008 • Σημειώσεις • Εργαστήρια • Επανάληψη – Ασκήσεις Ηλεκτρικών Κυκλωμάτων • Χρονικά μεταβαλλόμενα σήματα • Παράμετροι σημάτων

  3. Άσκηση 1

  4. Άσκηση 2

  5. Ορισμός σήματος • Το σήμα είναι μια φυσική ποσότητα η οποία • μεταβάλλεται με το χρόνο ή με το χώρο (ή και τα δυο). • Τα σήματα χρησιμοποιούνται για την ανταλλαγή • πληροφοριών μεταξύ δύο σημείων. • Παραδείγματα: • -- Σήματα καπνού από τους Ινδιάνους • -- Ομιλία (μπορεί να αναπαρασταθεί με ηλεκτρικό σήμα) • -- ραδιοκύματα • -- ηλεκτρισμός • Μερικές κατηγορίες σημάτων: • -- Περιοδικά ή απεριοδικά • -- Ψηφιακά ή αναλογικά

  6. Ορισμός: Ένα σήμα f(t) είναι περιοδικό αν, για κάθε χρόνο t και για όλους τους ακέραιους αριθμούς n. Πιο απλά, ένα σήμα είναι περιοδικό όταν επαναλαμβάνεται σε τακτά χρονικά διαστήματα. Παραδείγματα περιοδικών σημάτων: -- Ημιτονοειδές σήμα -- Τετραγωνικό σήμα Παραδείγματα απεριοδικών σημάτων: -- Ομιλία -- Παλμοί Περιοδικό σήμα (periodic signal)

  7. A: πλάτος (amplitude) • f: συχνότητα (frequency) • φ: φάση (phase) • T (f=1/T): περίοδος (period) • ω, ω=2πf: γωνιακή συχνότητα • (angular frequency) • Στο παράδειγμα: • Α = 2V • Τ = 2 s • f = 0.5 Hz • ω =π rad/s • φ = 0 rad Ημιτονοειδές σήμα (sinusoidal signal)

  8. Παράμετροι σήματος • Τιμή κορυφής ή κορυφοτιμή (peak value, Vp) • Τιμή από κορυφή σε κορυφή ή διακορυφοτιμή (peak • to peak value, Vpp) • Απόκλιση (DC offset) • Μέση τιμή (average value, Vavg) • Ενεργός τιμή (root mean square value, rms, Vrms)* • Περίοδος (period, T) • Συχνότητα (frequency, f) • Φάση (phase, φ) * Το “mean square value” μεταφράζεται ως μέση τετραγωνική τιμή

  9. Vpp = • Vp = • Vavg = • Απόκλιση = Vmax-Vmin = 1-(-3) = 4 V Vpp/2 = 4/2 = 2 V (Vmax+Vmin)/2 = (1+(-3))/2 = -1 V Vavg = -1 V Παράδειγμα

  10. Υπολογίστε τα ακόλουθα: -- Τιμή από κορυφή σε κορυφή: -- Μέγιστη τιμή: -- Περίοδος: -- Συχνότητα: -- Μέση τιμή: Vpp = Vmax - Vmin = 3-(-3) = 6 V Vmax = 3 V T = 4 s f = 1/T = 0.25 Hz Vavg = 0 Άσκηση στην τάξη

  11. Άσκηση στην τάξη Σχεδιάστε τη γραφική παράσταση του συνημιτονοειδούς σήματος με τα πιο κάτω χαρακτηριστικά: -- f = 1 Hz -- Vpp = 4 V -- Απόκλιση =1 V

  12. Η μέση τιμή ενός σήματος f(t) ορίζεται ως: • Για ένα περιοδικό σήμα με περίοδο T: Μέση τιμή (average value)

  13. Η ενεργός τιμή ενός σήματος f(t) ορίζεται ως: • Για ένα περιοδικό σήμα με περίοδο T: Ενεργός τιμή (root mean square value)

  14. Υπολογίστε την μέση τιμή του σήματος: • Λύση: • -- Το σήμα είναι περιοδικό με περίοδο 1 s (f = 1 Hz) • Σημείωση: Η ενεργός τιμή ενός ημιτονοειδούς σήματος (χωρίς απόκλιση) είναι ίση με Α/√2 όπου Α το πλάτος του σήματος. Σε αυτό το παράδειγμα, vrms = 5/√2. Παράδειγμα

  15. Υπολογίστε την ενεργό τιμή του σήματος: • Λύση: • -- Το σήμα είναι περιοδικό με περίοδο 0.5 s (f = 2 Hz) Παράδειγμα

  16. Χρονική μετατόπιση του • σήματος προς τα δεξιά • Γι’ αυτό το παράδειγμα: • Υπάρχει καθυστέρηση φάσης 90° Καθυστέρηση φάσης (phase lag)

  17. lead Προήγηση φάσης (phase lead) • Χρονική μετατόπιση του • σήματος προς τα αριστερά • Γι’ αυτό το παράδειγμα: • Υπάρχει προήγηση φάσης 90°

  18. Υπολογισμός φάσης σήματος Πρώτα πρέπει να βρούμε την εξίσωση του σήματος. Γενική μορφή: (Μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί το sin αντί του cos). Από την γραφική παράσταση μπορούμε να υπολογίσουμε τις ακόλουθες παραμέτρους του σήματος: Από τη γραφική παράσταση, σε χρόνο t = 0, v(0) = -1 V

  19. Τετραγωνικό σήμα (square wave) • Τα τετραγωνικά σήματα • συναντώνται σε ψηφιακές • εφαρμογές. • Το σήμα μεταβάλλεται από τη • μέγιστη του τιμή στην • ελάχιστη σε χρόνο μηδέν • (ιδανική περίπτωση). • Σε αυτό το παράδειγμα η • εξίσωση του σήματος δίνεται • από τη σχέση:

  20. Παράδειγμα • Vmax = 3 V • Vmin = -3 V • Vpp = 3 - (-3) = 6 V • Vp = 3 V • T = 2 s • f = 0.5 Hz • Vavg = 0 V • Απόκλιση = 0 V

  21. Παράδειγμα • Vmax = 2 V • Vmin = -4 V • Vpp = 2 - (-4) = 6 V • Vp = 3 V • T = 2 s • f = 0.5 Hz

  22. Ισχύς (power) • Η ισχύς ορίζεται ως ο ρυθμός κατανάλωσης ενέργειας. • Η στιγμιαία ισχύς σε ένα στοιχείο υπολογίζεται από το • γινόμενο της τάσης στα άκρα του στοιχείου και της • έντασης που το διαπερνά.

  23. Παράδειγμα υπολογισμού στιγμιαίας ισχύος

  24. Μέση τιμή ισχύος • Η στιγμιαία ισχύς δίνει τη μεταβολή της ισχύος με το χρόνο. • Η μέση τιμή της ισχύος όμως είναι συνήθως πιο χρήσιμη σε • πολλές εφαρμογές. • Η μέση τιμή της ισχύος σε περιοδικά σήματα τάσης και • έντασης δίνεται από τη σχέση: • Στο προηγούμενο παράδειγμα: • Προσοχή:

  25. Στιγμιαία ή μέση τιμή • Η στιγμιαία τιμή δίνει την κατανάλωση ισχύος από μια • συσκευή ή ένα στοιχείο σε κάθε χρονικό σημείο. • Η μέση τιμή δίνει τον μέσο όρο κατανάλωσης ισχύος σε • μια περίοδο Τ. • Παράδειγμα: • -- Μια ηλεκτρική λάμπα των 100 W καταναλώνει 100 J • ανά δευτερόλεπτο. Τα 100 W είναι η μέση τιμή • ισχύος της λάμπας. • -- Η στιγμιαία ισχύς της συγκεκριμένης λάμπας • μεταβάλλεται από 0 έως 200 W (0 στις 0° και 180° και • 200 στις 90° και 270°).

  26. Χρήσιμοι τύποι από την τριγωνομετρία

More Related