Page 1

GRUNDER i ANALOG ELEKTRONIK © Lennart Hallerbo 2013


Boken är inte avsett som någon komplett lärobok, utan är mer menat som ett komplement eller repetitionsbok. Den behandlar kortfattat olika komponenter och dess grundkopplingar samt beräkningar. Kan vara till hjälp, både för yrkesverksamma tekniker, studerande eller idérika hobbybyggare inom elektronik. Lennart Hallerbo

GRUNDER i ANALOG ELEKTRONIK © Lennart Hallerbo 2013 Förlag och tryck: BoD ISBN: 978-91-7463-446-4 Reservation för ev. skrivfel

1:a uppl.


INNEHÅLL Enheter

2

Passiva komponenter

6

Resistorer Märkning av resistorer Potentiometer Trimpotentiometer Termistor Fotomotstånd Reostat Varistor

Kondensatorer Trimkondensator Vridkondensator

Induktor

6 8 10

13 15 16

Serie och Parallellkoppling 18 Resistorer

Kondensatorer

20

Induktanser

22

RC-Filter

23

Transformatorer

26

Lågpass Högpass Bandpass

Nättransformator Spartransformator Fulltransformator Vridtransformator Inkoppling

Aktiva komponenter Dioder

28

30 30

Fotodiod

31

Kapacitansdiod Lysdiod Optokopplare Schottkydiod Transientskyddsdiod Zenerdiod

32

Zenerdiod som stabilisator

35

Likriktare

37

Transistorer

40

Bipolära GE-steg GK-steg GB-steg GE-förstärkare

44

Darlingtontransistorer Unipolära transistorer

46

MOSFET ESD

48

Op-kretsar

49

Inverterande förstärkare

51

Icke-Inverterande förstärkare

53

Spänningsföljare Komparator Schmitt-Trigger Summaförstärkare Differentialförstärkare Instrumentförstärkare Integrerande koppling Deriverande koppling

55

Aktiva filter Lågpassfilter

66

Högpassfilter

70

Bandpassfilter

73

Några viktiga parametrar för OP

76

Anslutningar för OP Offset Matningsspänning för OP

Mönsterkort

80

Symboler

84


Enheter: Enheternas namn härrör oftast från dess upptäckare. Exempelvis Volt (Alessandro Volta) , Ampere (André-Marie Ampére) och Ohm (Georg Ohm).

Några av de viktigaste enheterna inom el och elektronik är spänning, ström och resistans. De kan liknas vid ett vattenfall, där fallets höjd är spänningen och vattenflödet är strömmen. Resistansen kan då liknas med den dammlucka eller strypning som bromsar upp vattenflödet.

Spänning: Betecknas med U och enheten är Volt (V).

Ström: Betecknas med I och enheten är Ampere (A).

Resistans: Betecknas med R och enheten är Ohm (Ω).

-2-


Förhållandet mellan dessa enheter är enligt

Ohms lag: U=R·I

Kan även skrivas R =

U I

eller I =

U R

Effekt: Betecknas med P och enheten är Watt (W). Den beräknas enl. P = U · I

Sambandet mellan ström (I), spänning (U), resistans (R) och effekt (P) enligt Ohms lag.

Talfaktor 12

10 9 10 6 10 3 10 2 10 1 10 -1 10 -2 10 -3 10 -6 10 -9 10 -12 10

Prefix

Benämning Beteckning

tera giga mega kilo hekto deka deci centi milli mikro nano piko

T G M k h da d c m µ n p -3-

I stället för att skriva onödigt långa tal eller en massa nollor, används ett prefix före enheten. Ex. 0.001A = 1mA, 1000Ω = 1 kΩ


Grekiska alfabetet Α α alfa Ιι Β β beta Κκ Γ γ gamma Λ λ Δ δ delta Μμ Ε ε epsilon Ν ν Ζ ζ zeta Ξξ Η η äta Οο Θ θ teta Ππ

jota kappa lambda my ny ksi omikron pi

Ρρ Σσ Ττ Υυ Φφ Χχ Ψψ Ωω

ro sigma tau ypsilon fi chi psi omega

Andra enheter som ofta förekommer är:

Frekvens: Antalet svängningar per sekund. Betecknas med f och enheten är Hertz (Hz).

Vinkelfrekvens: Betecknas med ω och enheten är Rad / s Radianer (Rad) är ett bågmått. Bågmåttet π motsvarar gradmåttet 180º. Vinkelfrekvensen blir:

2π = 360º.

ω=2*π*f

Kapacitans: Förmågan att lagra elektrisk laddning. Betecknas med C och enheten är Farad (F). -4-


Induktans: Förhållandet mellan magnetiskt flöde och strömstyrka. Betecknas med L och enheten är Henry (H).

Reaktans: Frekvensberoende motstånd. Kan vara induktiv eller kapacitiv. Betecknas med X och enheten är Ohm (Ω).

Impedans: Motstånd för växelström. Betecknas med Z och enheten är Ohm (Ω). Sambandet mellan Impedans, Reaktans och Resistans kan beskrivas med hjälp av en Impedanstriangel. Vid seriekoppling av resistor och kondensator eller induktans gäller:

Z2 = R2 + X2

Fasvinkeln φberäknas enl.: Xoch φ

tanφ=

X

R

är positiva för induktiv reaktans (XL) och negativa för kapacitiv reaktans (XC). -5-


Passiva komponenter: Komponenteter som påverkar en signal utan yttre matningsspänning. De vanligaste är Resistor, Kondensator och induktor eller spole.

Resistorer: Symbol för Resistor:

Resistor eller motstånd är ett hinder för strömmen i en krets. Storleken på detta hinder beräknas som kvoten mellan spänning och ström enligt Ohms lag. (Se sid 3)

En resistor har beteckningen R och enheten Ohm (Ω). De vanligaste typerna av resistorer är Kolkomposit- Kolytskikt-, Metallfilm- och trådlindade. -6-


Kolkomposit består av en kolstav med fastlödda anslutningar. Kolytskikt består av ett keramiskt rör med ett ytskikt av kol. Metallfilm liknar kolytskikt men kolet har ersatts med ett ytskikt av metall. Trådlindade består av en tråd med hög resistivitet lindad på en stomme av keramik, glasfiber eller glas.

För att tillverka egna trådlindade resistorer eller vid beräkning av ledningsresistansen gäller formeln:

l R = ρ· A

Där ρ är resistiviteten, l är längden i meter och A är arean i mm2 Resistiviteten är för

koppar är 0,0172 aluminium 0,027 silver 0,016

Ex. En koppartråd som är 25 meter med en diameter d på 0,5 mm. 2

Arean blir [enl. π * d / 4] = 0,2 mm2 Resistansen blir då

0,0172 * 25 / 0,2 = 2,15 Ω -7-


Standardserier: Resistanser tillverkas i standardserier sk. E-serier. E192, E96, E48 osv. Framtagna av Electrical Industry Association (EIA) E192 betyder att det finns 192 värden per dekad och E96 att det finns 96 värden per dekad. 1/192

I E192 serien är varje värde cirka 10 ≈ 1,01 gånger större än föregående värde. I E96 serien är varje värde cirka 1/96 10 ≈ 1,02 gånger större än föregående värde. E96 innehåller vartannat värde av E192. E48 vartannat värde av E96 osv.

Märkning av resistorer: Större resistorer märks oftast med värdet. Antingen skrivs det i klartext eller också byts kommatecken ut med R för ohm, k för kohm och M för Mohm.

0R2 = 0,2 Ω 2k0 = 2,0 kΩ 20k = 20 kΩ 2M = 2,0 MΩ

Mindre resistorer märks oftast med 4 till 6 färgringar. Vid 4 och 5 ringar är den sista ringen toleransen.

Vid 6 ringar är den 5:e toleransen och den 6:e temperaturkoefficienten.

-8-


GRUNDER i ANALOG ELEKTRONIK © Lennart Hallerbo 2013

Profile for Smakprov Media AB

9789174634464  

9789174634464  

Profile for smakprov

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded

Recommendations could not be loaded