uni

University stuff
git clone git://git.margiolis.net/uni.git
Log | Files | Refs | README | LICENSE

doc.tex (6468B)


      1 \documentclass[12pt]{article}
      2 \usepackage[utf8]{inputenc}
      3 \usepackage[greek,english]{babel}
      4 \usepackage{alphabeta}
      5 \usepackage{fancyhdr}
      6 \usepackage{listings}
      7 \usepackage{mathtools}
      8 \usepackage{xcolor}
      9 \usepackage{float}
     10 \usepackage{siunitx}
     11 \usepackage[margin=0.5in]{geometry}
     12 \usepackage[backend=bibtex]{biblatex}
     13 
     14 \title{Εργαστήριο Μικροηλεκτρονικής -- Εργασία 4}
     15 \author{Χρήστος Μαργιώλης -- 19390133}
     16 \date{Ιούνιος 2022}
     17 
     18 \begin{document}
     19 
     20 \begin{titlepage}
     21         \maketitle
     22         \begin{figure}[t!]
     23         \begin{center}
     24         \includegraphics[scale=0.3]{./res/uniwalogo.png} \\
     25         \Large
     26         \textbf{Πανεπιστήμιο Δυτικής Αττικής} \\
     27         \large
     28         Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Ηλεκτρονικών Υπολογιστών
     29         \end{center}
     30         \end{figure}
     31 \end{titlepage}
     32 
     33 \renewcommand{\contentsname}{Περιεχόμενα}
     34 \tableofcontents
     35 \pagebreak
     36 
     37 \section{Θεωρητικό μέρος}
     38 
     39 Το αντικείμενο της εργασίας είναι η εξοικείωση και η υλοποίηση ενός διαφοριστή.
     40 Ο διαφοριστής είναι ένα κύκλωμα το οποίο εκτελεί την μαθηματική πράξη της
     41 παραγώγησης σε ένα σήμα. 'Οσον αφορά το κύκλωμα, ο ιδανικός διαφοριστής είναι
     42 ένας αναστρέφων Τ.Ε με την διαφορά ότι αντί για αντίσταση εισόδου υπάρχει
     43 πυκνωτής ο οποίος έχει άεργη αντίσταση εισόδου. Στον πρακτικό διαφοριστή,
     44 προκειμένου να περιορίσουμε το κέρδος του, προσθέτουμε και μία αντίσταση
     45 εισόδου σε σειρά με τον πυκνωτή. Τέλος, για συχνότητα μεγαλύτερης της $F_c$, ο
     46 διαφοριστής παύει να διαφορίζει και συμπεριφέρεται σαν απλός αναστρέφων Τ.Ε.
     47 
     48 \section{Υλοποίηση της εργασίας}
     49 
     50 Για την υλοποίηση της εργασίας χρησιμοποιήθηκαν τα παρακάτω εργαλεία:
     51 \begin{itemize}
     52 	\item Tina-TI για την συνδεσμολογία και τις μετρήσεις του κυκλώματος.
     53 	\item Το breadboard του εργαστηρίου.
     54 	\item \LaTeX για την συγγραφή της εργασίας.
     55 \end{itemize}
     56 
     57 \section{Συνδεσμολόγηση κυκλώματος}
     58 
     59 \begin{itemize}
     60 	\item Συνδεσμολογήστε το κύκλωμα με $R_{in} = \SI{2.2}{\kohm}$,
     61 		$R_f = \SI{22}{\kohm}$, $C_1 = \SI{4.7}{\nano\farad}$,
     62 		$V_1 = \SI{15}{\volt}$, $V_2 = \SI{-15}{\volt}$
     63 \end{itemize}
     64 
     65 \begin{figure}[H]
     66 	\centering
     67 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/schem.jpg}
     68 	\caption{Διαφοριστής.}
     69 \end{figure}
     70 
     71 \section{Εφαρμογή σήματος}
     72 
     73 \begin{itemize}
     74 	\item Εφαρμόστε τριγωνική/ημιτονική/τετραγωνική κυματομορφή πλάτους
     75 		$10V_{pp}$, $\SI{400}{\hertz}$ στην είσοδο του κυκλώματος.
     76 \end{itemize}
     77 
     78 \subsection{Θεωρητική $F_c$}
     79 
     80 \begin{itemize}
     81 	\item Υπολογίστε την θεωρητική $F_c$ του κυκλώματος.
     82 \end{itemize}
     83 
     84 \[F_c = \frac{1}{2 \pi R_{in} C} \Rightarrow
     85 F_c = \frac{1}{2 \pi \cdot \SI{2.2}{\kohm} \cdot \SI{4.7}{\nano\farad}} \Rightarrow
     86 F_c = \approx \SI{154000}{\hertz} \Rightarrow
     87 F_c = \approx \SI{154}{\kilo\hertz}\]
     88 
     89 \subsection{Γράφημα εξόδου}
     90 
     91 \begin{itemize}
     92 	\item Αναπαραστήστε σε γράφημα την έξοδο του κυκλώματος ως προς την
     93 		είσοδο για $F = \SI{400}{\hertz}$, $F >> F_c$, $F << F_c$.
     94 \end{itemize}
     95 
     96 \begin{figure}[H]
     97 	\centering
     98 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/sine.jpg}
     99 	\caption{Ημιτονικό σήμα.}
    100 \end{figure}
    101 
    102 \begin{figure}[H]
    103 	\centering
    104 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/triang.jpg}
    105 	\caption{Τριγωνικό σήμα.}
    106 \end{figure}
    107 
    108 \begin{figure}[H]
    109 	\centering
    110 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/square.jpg}
    111 	\caption{Τετραγωνικό σήμα.}
    112 \end{figure}
    113 
    114 \subsection{Αύξηση τριγωνικής συχνότητας}
    115 
    116 \begin{itemize}
    117 	\item Για τριγωνική κυματομορφή εισόδου $7V_{pp}$, $\SI{400}{\hertz}$,
    118 		αρχίστε να αυξάνετε την συχνότητα του σήματος έως ότου να
    119 		παρατηρήσετε στην έξοδο του κυκλώματος την ύπαρξη τριγωνικής
    120 		κυματομορφής (ο διαφοριστής παύει να διαφορίζει και λειτουργεί
    121 		σαν αναστρέφων Τ.Ε). Σημειώστε την πειραματικά μετρούμενη
    122 		συχνότητα του κυκλώματος. Τι σχέση έχει η θεωρητική με την
    123 		πρακτική συχνότητα $F_c$;
    124 \end{itemize}
    125 
    126 \begin{figure}[H]
    127 	\centering
    128 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/triang_400hz.jpg}
    129 	\caption{Τριγωνική συχνότητα $\SI{400}{\hertz}$}
    130 \end{figure}
    131 
    132 Μετά από πειραματισμό παρατήρησα ότι περίπου στα $\SI{150}{\kilo\hertz}$ η
    133 έξοδος αρχίζει να γίνεται τριγωνικής μορφής, δηλαδή ο διαφοριστής λειτουργεί
    134 σαν αναστρέφων Τ.Ε. Βλέπουμε ότι η πρακτική συχνότητα $\SI{150}{\kilo\hertz}$
    135 είναι πολύ κοντά με την θεωρητική $F_c = \SI{154}{\kilo\hertz}$.
    136 
    137 \begin{figure}[H]
    138 	\centering
    139 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/triang_150khz.jpg}
    140 	\caption{Τριγωνική συχνότητα $\SI{150}{\kilo\hertz}$}
    141 \end{figure}
    142 
    143 \section{Breadboard}
    144 
    145 Η συνδεσμολογία έγινε στον χώρο του εργαστηρίου. Για την σύνδεση του Τ.Ε
    146 χρησιμοποιούμε το pinout του Τ.Ε:
    147 
    148 \begin{figure}[H]
    149 	\centering
    150 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/opamp_pinout.jpg}
    151 	\caption{Pinout Τ.Ε}
    152 \end{figure}
    153 
    154 \begin{figure}[H]
    155 	\centering
    156 	\includegraphics[width=\linewidth]{./res/breadboard.png}
    157 \end{figure}
    158 
    159 \end{document}