Reálný OZ LQWHJUDþQtFKDUDNWHU 5\FKORVW SHEKX ± PD[LPiOQt ]PQD YêVWXSQtKR QDSWt SUR MHGQRWNRYê VNRN YVWXSQtKR QDSWt

 2SHUDþQt ]HVLORYDþH VWDWLFNp D G\QDPLFNp FKDUDNWHULVWLN\ 'LIHUHQþQt StVWURMRYp D LVRODþQt]HVLORYDþH$NWLYQtSRO\QRPLiOQtILOWU\%XWWHUZRUWKDDýHE\ãHYD 1HOLQHiUQtV\VWpP\VRSHUDþQtPL]HVLORYDþL$''$D'&'&SHYRGQtN\QDSiMHFt]GURMH parametrické a impulsní. 3HGP W\(6<,,(OHNWULFNpP HQt

Ideální OZ

A Æ ∞ (zesílení) Zin Æ ∞ (vstupní impedance) Zout Æ 0 (výstupní impedance) 1HNRQHþQiãtNDSiVPDQH]iYLVORVWQDIUHNYHQFL QXORYêRIVHWQDS WtQDYVWXSXDE\YêVWXS U=0), nulový drift, nulový šum.

Reálný OZ LQWHJUDþQtFKDUDNWHU

5\FKORVW SHE KX ± PD[LPiOQt ]P QD YêVWXSQtKR QDS Wt SUR MHGQRWNRYê VNRN YVWXSQtKR QDS Wt V  ∆uo S=  µs  ∆t   nf OZ 0,1 – 20 OZ pro komparátory 15 – 20 Vstupní klidový proud Ib 0,01 - 1µA Vstupní proudový offset Ios ≤ 0,25 Ib (nesymetrie) 9VWXSQtQDS "RYêRIIVHWQHV\PHWULH 3URXGRYêDQDS "RYêGULIW±YOLYWHSORW\VWit QDQHV\PHWULHQ$ƒ&µA/°C), 20 µV/°C)

Lineární aplikace ,QYHUWXMtFt]HVLORYDþ A=−

R 2 uo = R1 ui

1

1HLQYHUWXMtFt]HVLORYDþ A=

uo R1 + R 2 R2 = = 1+ ui R1 R1

Inverující integrátor 1 Uo( p ) =− Ui ( p) RCp

Nelineární systémy s OZ

Na rozdíl od zapojení OZ v QLFKå MH ]iYLVORVW YêVWXSQtKR QDS Wt YVWXSQtPX UHprezentována OLQHiUQtIXQNFtYPH]tFKUR]VDKXYêVWXSQtKRQDS Wt2= VHQ\QtEXGHPH]DEêYDWDSOLNDFHPL kdy linearita této funkce zachována nebude. • •

2= VH ]iSRUQRX ]S WQRX YD]ERX REVDKXMtFt QHOLQHiUQt SUYN\ V nelineární voltampérovou FKDUDNWHULVWLNRXRPH]RYDþHORJ]HVH[S]HV  OZ s NODGQRX]S WQRXYD]ERXNRPSDUiWRU

1DS "RYêNRPSDUiWRU -HKRåYêVWXSP$åHQDEêYDWSRX]HGYRXGLVNUpWQtFKKRGQRWY ]iYLVORVWLQDRNDPåLWpY]iMHPQp KRGQRW GYRXYVWXSQtFKVLJQiO$ REY\NOH MHMHGQR] QLFKSHYQp UHIHUHQþQtQDS Wt 9êVWXSQt QDS Wt EXGH QDEêYDW VNRNRY GYRX KRGQRW ± NODGQpKR QHER ]iSRUQpKR VDWXUDþQtKR QDS Wt ± v závislosti na tom, který vstup OZ bude mít v GDQpPRNDPåLNXY\ããtQDS "RYRX~URYH .RPSDUiWRUEH]]S WQpYD]E\EH]K\VWHUH]H ±MHVDPRVWDWQê2=QDMHKRåYVWXS\SLYiGtPH GY QDS Wt 2= MH ]DSRMHQ EH] MDNêFKNROLY ]S WQêFK YD]HE WDNåH MHKR ]HVtOHQt MH VKRGQp 2

s katalogovým údajem pro zesílení v RWHYHQp VP\þFH 7R VH QHJDWLYQ RGUD]t QD G\QDPLFNêFK YODVWQRVWHFK FKRYiQt YêVWXSX 2= SL SHFKRGX ] jedné saturace do druhé. Odezva výstupu v GUXKpP JUDIX QHEXGH WHG\ LGHiOQt ± SHNOiS Ft KUDQ\ YêVWXSQtKR REGpOQtNRYpKR SU$E KX QHEXGRX YH VNXWHþQRVWL VYLVOp QêEUå SRX]H ãLNPp SURWRåH k SHNORSHQt ] MHGQp VDWXUDFH GR GUXKp MH SRWHED XUþLWi GRED Y katalogových údajích R]QDþRYiQDMDNRW]YGREDSHE KX Invertující komparátor s hysterezí (s kladnou ZV):

uvst = ui

uvýst = uo

Pro hodnotu U2, pokud uvst < U2, platí R1 (+Usat ) U2 = R1 + R 2

V RNDPåLNX NG\ DPSOLWXGD 8vst SHNUDþXMH KRGQRWX 82 VH YêVWXS 2= SHNOiSt GR RSDþQp saturace (-Usat  7tP VH P Qt KRGQRWD 82 ne neinvertujícím vstupu OZ na hodnotu U1 FRå XU\FKOtSHNORSHQtYêVWXSX2=] kladné do záporné saturace. 'RNODGQpVDWXUDFHVHYêVWXS2=YUiWtWHSUYHSRSLYHGHQtXvst < U1, kde R1 (−Usat ) U1 = R1 + R 2 Takto zapojený OZ pracuje jako komparátor s hysterézí širokou UH = U 2 − U 1 = 2 Usat

R1 R1 + R 2

kde U1 MH VDPR]HMP SURWL ]HPL ]iSRUQp +RGQRWD 53 = R1  R2 reprezentuje reálné YODVWQRVWL 2= QHQXORYê YVWXSQt SURXG  SLþHPå DOH MHKR KRGQRWD SUR IXQNFL ]DSRMHQt QHQt kritická. -HVWOLåHMHUHIHUHQþQtQDS Wt8r QXORYpMHK\VWHUp]QtVP\þNDVWDWLFNpFKDUDNWHULVWLN\VRXP UQ UR]ORåHQDNROHPKRGQRW\ Xvst 93RNXGYãDNXYiåtPH8r nenulové, bude se souvislá osa K\VWHUp]QtVP\þN\SRVRXYDWSRRVHXvst3DNWHG\PXVtPHSHGHãOpY]WDK\GRSOQLWRStVS YHN od Ur: U 2 = (+Usat )

R1 R2 + Ur R1 + R 2 R1 + R 2

U 1 = (−Usat )

R1 R2 + Ur R1 + R 2 R1 + R 2 3

2EGREQpFKRYiQtO]HRþHNiYDWLX]DSRMHQtQHLQYHUWXMtFtKRNRPSDUiWRUX

uvst = ui

uvýst = uo

U 2 = −(−Usat )

R1 R1 + R 2 + Ur R2 R2

U 1 = −(+Usat )

R1 R1 + R 2 + Ur R2 R2

+\VWHUH]HVHP$åHRYOLYQLWLGLRGDPL±SLGiPHGLRGXGR]S WQpYD]E\ Schéma zapojení obvodu absolutní nuly:

-HGQi VH R GYRXFHVWQê XVP URYDþ QDS Wt 2=$ FKDUDNWHUL]XMH MHGQRFHVWQê RSHUDþQt XVP URYDþD2=%MH]DSRMHQMDNRVRXþWRYê]HVLORYDþ 'LIHUHQþQt2=UR]GtORYê 6ORXåtN ]HVLORYiQtUR]GtOXGYRXQDS Wt 2EUi]HN(OHNWULFNpP HQtVWUREU

4

3tVWURMRYê2= 7på P tFt 2= MH XUþHQ SUR ]HVLORYiQt PDOêFK QDS "RYêFK VLJQiO$ D WRPX RGSRYtGDMtFt StVOXãQpSDUDPHWU\WMYHONpUR]GtORYp]HVtOHQtY\VRNêþLQLWHOSRWODþHQtVRXKODVQpKRQDS Wt Qt]Nê ãXP =DSRMHQtYVWXS$ XPRåXMH GLIHUHQþQt UR]GtORYp ]HVtOHQt YVWXSQtKR VLJQiOX 3UR ]YêãHQtYVWXSQtKRRGSRUXPRKRXEêWYVWXS\GRSOQ Q\QDS "RYêPLVOHGRYDþLVLJQiOX=HVtOHQt Az StVWURMRYpKR ]HVLORYDþH Y difeUHQþQtP ]DSRMHQt O]H QDVWDYLW ]SUDYLGOD MHGQtP YQ MãtP odporem R13URSHQRVStVWURMRYpKR]HVLORYDþHSODWt Az =

uv R2 = (1 + 2 ) u 2 − u1 R1

3tVWURMRYp2=MVRXY\UiE Q\K\EULGQtLPRQROLWLFNRXWDFKQRORJLt 2EUi]HN(OHNWULFNpP HQtVWUREU ,]RODþQt]HVLORYDþV\PHWULFNê 9VWXSQtUR]GtORYpQDS WtMH]HVtOHQRDSHYHGHQRQDV\PHWULFNêYêVWXS8L 8L VHP$åH pohybovat v UR]VDKX8SRXåLWêFK2= 9êVWXSQtQDS WtMHY]WDåHQRN RSHUDþQt]HPL*1'RYOiGiQt]HVtOHQtMHGQtPSUYNHP

Aktivní filtry • • •

%XWWHUZRUWKRY\ILOWU\±PD[LPiOQ SORFKiDPSOLWXGRYiFKDUDNWHULVWLND ýHE\ãHYRY\ILOWU\±Y WãtVWUPRVW]DFHQX]YOQ Qt %HVVHORY\ILOWU\±PD[LPtiOQ OLQHiUQtIi]RYiFKDUDNWHULVWLNDY okolí ωz

Pasivní filtry – z SDVLYQtFKVRXþiVWHN5/& $NWLYQt ILOWU\ ± QDYtF REVDKXMt ]HVLORYDFt SUYHN 2=  XPRåXMt UHDOL]DFL GDQp SHQRVRYp IXQNFHEH]SRXåLWtLQGXNþQRVWt/

Butterworthovy filtry

2EYRG QDYUåHQê WDN DE\ SURSRXãW O VLJQiO\ XUþLWpKR SiVPD IUHNYHQFt RVWDWQt IUHNYHQFH SRWODþXMH • • • •

dolní propust horní propust pásmová propust SiVPRYi]iGUå

5

$NWLYQtILOWU\SHGHYãtPRGVWUDXMtSRXåtYiQtLQGXNþQRVWt

'ROQt SURSXVW  iGX VNORQ ±GEGHN UHDOL]XMtFt SiU NRPSOH[Q VGUXåHQêFK NRHQ$ VH ]iSRUQRXUHiOQRXþiVWt

V StSDG DNWLYQtKR ILOWUXW\SX GROQtSURSXVW budou impedance Z1 a Z2 nahrazeny rezistory, zatímco impedance Z3 a Z4 EXGRX QDKUD]HQ\ NRQGHQ]iWRU\ 3L UHDOL]DFL ILOWUX W\SX KRUQt SURSXVWEXGRX]DP Q Q\UH]LVWRU\DNRQGHQ]iWRU\ 3URU$]QpGUXK\iG$ %XWKHUZRUWRYêFKSRO\QRP$ H[LVWXMtSO\QRP\ n=1 n=2 . . .

(p+1) (p2+1,414p+1)

6

3URQi]RUQRVWDSRFKRSHQtXYHGXStNODG 1DYUKQ WHGROQRSURSXVWQtDNWLYQtILOWUSURIUHNYHQFL]ORPXIc=1kHz, n=2 Z1=Z2=R Z3=Z4=C C=10 nF – volíme

z toho plyne R =

1 = 15915 Ω 2πfC

Auo = 3- 2k = 3 – 1,414 = 1,586 k – koeficient tlumení a získá se z polynomu a to 1,414/2 Auo = R2/R1 +1 = 1,586

G OLþ

2GSRU\YROtPHMHGHQDGUXKêVHGRSRþtWi R2 = R1.0,586

R1 = 10k

R2=5860 Ω

9\ããtiG\VHG ODMtNRPELQDFtiGXDiGX iGX

+RUQtSURSXVWQDYUKXMHPHLGHQWLFN\SRX]H]DP QtPHSUYN\5&

Pásmová propust Vznikne kaskádním zapojením dolní a horní propusti:

3iVPRYi]iGUå 9ODVWQRVWL]DSRMHQtGROQtDKRUQtSURSXVWLYãDNYWRPWRStSDG QHO]HSURYpVWNDVNiGQ 2E SURSXVWL VH ]DSRMXMt VYêPL YVWXS\ SDUDOHOQ D MHMLFK YêVWXS\ VH StYiG Mt QD VRXþWRYê ]HVLORYDþ ýHE\ãHYRY\ILOWU\ • QHMVWUP MãtSRNOHVDPSOLWXGRYpFKDUDNWHULVWLN\]DIUHNYHQFt]ORPXSURGDQêiGILOWUX • 3UR IUHNYHQFH Y]GiOHQ Mãt RG IUHNYHQFH ]ORPX VH VNORQ FKDUDNWHULVWLN\ ]PHQãXMH D DV\PSWRWLFN\VHEOtåtVNORQXQGEGHN • V SURSXVWQpPSiVPXMH]YOQ Qt

7

$''$SHYRGQtN\

'$SHYRGQtN\ 7påþtVOLFRYR ±DQDORJRYpSHYiG Mt YVWXSQt þtVOLFRYê VLJQiOQD VSRMLWê VLJQiO YêVWXSQt 3L '$ SHYRGX WHG\ GRFKi]t NH NyGRYiQt YVWXSQtKR þtVOLFRYpKR VLJQiOX QD StVOXãQê SRþHW YiKRYêFKSURXGRYêFKQHERQDS "RYêFKNYDQWNWHUpVHSDNVþtWDMtQDYêVWXSXSHYRGQtNX '$SHYRGQtN\G OtPH • 1HStPp'$±SHYiG MtþtVOLFRYêVLJQiOQHMGtYHQDSRPRFQRXYHOLþLQXãtNDLPSXOVX IUHNYHQFH DWDVHSRWpSHYiGtQDStVOXãQêDQDORJRYêVLJQiO • 3tPp'$±SHYiG MtþtVOLFRYêVLJQiOStPRQDDQDORJRYRXYHOLþLQX '$SHYRGQtNV váhovými odpory:

2EUi]HN(OHNWULFNpP HQtVWUREU '$SHYRGQtNV váhovými odpory s HOHNWURQLFNêPLSHStQDþL 2EUi]HN(OHNWULFNpP HQtVWUREU

'$SHYRGQtNV odporovou sítí R-2R:

2EUi]HN(OHNWULFNpP HQtVWUREU

8

$'SHYRGQtN\ 7påDQDORJRYRþtVOLFRYpSHYiG MtYVWXSQtVSRMLWêVLJQiOQDþtVOLFRYêVLJQiOYêVWXSQt 6OHGRYDFt$'SHYRGQtN

ýtWDFt$'SHYRGQtN

$SUR[LPDþQt$'SHYRGQtN

9

Napájecí zdroje Transformátorové napájecí zdroje Skládají se z W FKWRKODYQtFKþiVWt • Transformátor • 8VP URYDþ • Filtr • Stabilizátor

Základem nejjednoduššího impulsního napájecího zdroje nebo stabilizátoru je MHGQRþLQQê LQGXNþQtSURSXVWQêQHEREORNXMtFtP QLþVORåHQê ]HWtKODYQtFKVRXþiVWHN±VStQDþHP6 QDS WUDQ]LVWRU  UHGXNþQt GLRGD ' D LQGXNþQRVW / 3RGOH W\SX SUYNX NWHUê MH VSROHþQê YVWXSQtPX L YêVWXSQtPX SURXGRYpPX REYRGX O]H SRXåtW REYRG N YêURE D VWDELOL]DFL YêVWXSQtKRQDS WtNWHUpP$åHEêWEX PHQãtQHERY WãtQHåQDS WtYVWXSQt

10