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}