Analýza obvodů s aktivními prvky pomocí modifikovaných T- grafů

Podobné dokumenty
U 1, U 2 I 1, I 2. vnější napětí dvojbranu vnější proudy dvojbranu

3 Algebraické výrazy. 3.1 Mnohočleny Mnohočleny jsou zvláštním případem výrazů. Mnohočlen (polynom) proměnné je výraz tvaru

Cvičení 2 (Složená namáhání)

4. kapitola: Dvojbrany - rozdělení, rovnice (modely)

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

PLANETOVÉ PŘEVODY. Pomůcka do cvičení z předmětu Mobilní energetické prostředky Doc.Ing. Pavel Sedlák, CSc.

Větu o spojitosti a jejich užití

Při výpočtu obsahu takto omezených rovinných oblastí mohou nastat následující základní případy : , osou x a přímkami. spojitá na intervalu

2.3. DETERMINANTY MATIC

2.3.2 Modifikovaná metoda uzlových napětí (MMUN)

2.1 - ( ) ( ) (020201) [ ] [ ]

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela analýza obvodů metodou orientovaných grafů

Řešte daný nosník: a = 2m, b = 2m, c = 1m, F 1 = 10kN, F 2 = 20kN

2.8.5 Lineární nerovnice s parametrem

Jsou to rovnice, které obsahují neznámou nebo výraz s neznámou jako argument logaritmické funkce.

Půjdu do kina Bude pršet Zajímavý film. Jedině poslední řádek tabulky vyhovuje splnění podmínky úvodního tvrzení.

Laboratorní práce č. 6 Úloha č. 5. Měření odporu, indukčnosti a vzájemné indukčnosti můstkovými metodami:

56. ročník Matematické olympiády. b 1,2 = 27 ± c 2 25

Kuželosečky. ( a 0 i b 0 ) a Na obrázku 1 je zakreslena elipsa o poloosách 3 a 7. Pokud střed elipsy se posunul do bodu S x 0

ANALYTICKÁ GEOMETRIE V PROSTORU

Lineární nerovnice a jejich soustavy

Matice. a B =...,...,...,...,..., prvků z tělesa T (tímto. Definice: Soubor A = ( a. ...,..., ra

Výpočet obsahu rovinného obrazce

m n. Matice typu m n má

M - Příprava na 3. zápočtový test pro třídu 2D

Správné řešení písemné zkoušky z matematiky- varianta A Přijímací řízení do NMgr. studia učitelských oborů 2010

Hyperbola a přímka

Hyperbola, jejíž střed S je totožný s počátkem soustavy souřadnic a jejíž hlavní osa je totožná

Základy teorie matic

x + F F x F (x, f(x)).

( t) ( t) ( t) Nerovnice pro polorovinu. Předpoklady: 7306

DERIVACE A INTEGRÁLY VE FYZICE

ŘEŠENÍ JEDNODUCHÝCH LOGARITMICKÝCH ROVNIC. Řešme na množině reálných čísel rovnice: log 5. 3 log x. log

teorie elektronických obvodů Jiří Petržela zpětná vazba, stabilita a oscilace

3.2. LOGARITMICKÁ FUNKCE

( ) ( ) ( ) Exponenciální rovnice Řeš v R rovnici: = ŘEŠENÍ: Postup z předešlého výpočtu doplníme využitím dalšího vztahu: ( ) t s t

Podobnosti trojúhelníků, goniometrické funkce

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Souhrn základních výpočetních postupů v Excelu probíraných v AVT listopad r r. . b = A

Integrály definované za těchto předpokladů nazýváme vlastní integrály.

VYNUCENÉ TORSNÍ KMITÁNÍ KLIKOVÝCH HŘÍDELŮ

1.1 Numerické integrování

Vbodě ajsmevčase t=0ahodnoty fsevtéchvíliměnírychlostí. [(h 2 +k 2 )t 2 +(2h+4k)t+5]

R n výběr reprezentantů. Řekneme, že funkce f je Riemannovsky integrovatelná na

Prostorové nároky Zatížení Velikost zatížení Směr zatížení Nesouosost Přesnost Otáčky Tichý chod...

1. Vznik zkratů. Základní pojmy.

Jak již bylo uvedeno v předcházející kapitole, můžeme při výpočtu určitých integrálů ze složitějších funkcí postupovat v zásadě dvěma způsoby:

Téma Přetvoření nosníků namáhaných ohybem

VY_32_INOVACE_CTE-2.MA-15_Sčítačky (poloviční; úplná) Střední odborná škola a Střední odborné učiliště, Dubno Ing. Miroslav Krýdl

P2 Číselné soustavy, jejich převody a operace v čís. soustavách

13. Soustava lineárních rovnic a matice

10 Transformace 3D Transformace a jejich realizace. Studijní cíl. Doba nutná k nastudování. Průvodce studiem

Zavedení a vlastnosti reálných čísel PŘIROZENÁ, CELÁ A RACIONÁLNÍ ČÍSLA

H - Řízení technologického procesu logickými obvody

Komplexní čísla tedy násobíme jako dvojčleny s tím, že použijeme vztah i 2 = 1. = (a 1 + ia 2 )(b 1 ib 2 ) b b2 2.

LINEÁRNÍ DIFERENCIÁLNÍ ROVNICE 2.ŘÁDU

Příklad 22 : Kapacita a rozložení intenzity elektrického pole v deskovém kondenzátoru s jednoduchým dielektrikem

PJS Přednáška číslo 4

Konzultace z předmětu MATEMATIKA pro první ročník dálkového studia

2. Funkční řady Studijní text. V předcházející kapitole jsme uvažovali řady, jejichž členy byla reálná čísla. Nyní se budeme zabývat studiem

3.2.1 Shodnost trojúhelníků I

Návrh základních kombinačních obvodů: dekodér, enkodér, multiplexor, demultiplexor

Nejdříve opis pro naladění čtenáře a uvedení do mého problému, ten, který budu za chvíli chtít diskutovat.

Automaty a gramatiky

DIGITÁLNÍ UČEBNÍ MATERIÁL. Název školy SOUpotravinářské, Jílové u Prahy, Šenflukova 220. Název materiálu VY_32_INOVACE / Matematika / 03/01 / 17

8. cvičení z Matematiky 2

Ochrana před úrazem elektrickým proudem Společná hlediska pro instalaci a zařízení. 1. Definice

UC485S. PŘEVODNÍK LINKY RS232 na RS485 nebo RS422 S GALVANICKÝM ODDĚLENÍM. Převodník UC485S RS232 RS485 RS422 K1. přepínače +8-12V GND GND TXD RXD DIR

{ } ( ) ( ) Vztahy mezi kořeny a koeficienty kvadratické rovnice. Předpoklady: 2301, 2508, 2507

Popis polohy tělesa. Robotika. Vladimír Smutný. Centrum strojového vnímání. České vysoké učení technické v Praze

( ) ( ) Pythagorova věta, Euklidovy věty II. γ = 90, je-li dáno: c = 10, c = 6. Předpoklady: 3205

+ c. n x ( ) ( ) f x dx ln f x c ) a. x x. dx = cotgx + c. A x. A x A arctgx + A x A c

1. LINEÁRNÍ ALGEBRA 1.1. Matice

4. přednáška 22. října Úplné metrické prostory. Metrický prostor (M, d) je úplný, když každá cauchyovská posloupnost bodů v M konverguje.

14. cvičení z Matematické analýzy 2

8 Mongeovo promítání

ZÁKLADY. y 1 + y 2 dx a. kde y je hledanou funkcí proměnné x.

Logické obvody. Logický obvod. Rozdělení logických obvodů - Kombinační logické obvody. - Sekvenční logické obvody

( a, { } Intervaly. Předpoklady: , , , Problém zapíšeme snadno i výčtem: { 2;3; 4;5}?

6. Setrvačný kmitový člen 2. řádu

9 - Zpětná vazba. Michael Šebek Automatické řízení

Funkce více proměnných: 4. Integrál Začneme sice formálně nesprávnou, přesto výstižnou představou určitého integrálu pro funkci jedné proměnné.

4. Determinanty. Výpočet: a11. a22. a21. a12. = a 11 a 22 a 33 + a 12 a 23 a 31 + a 13 a 21 a 32 a 13 a 22 a 31. a 11 a 23 a 32 a 12 a 21 a 33

M A = M k1 + M k2 = 3M k1 = 2400 Nm. (2)

ŘEŠENÍ OBVODŮ S TRANSIMPEDANČNÍMI OPERAČNÍMI ZESILOVAČI POMOCÍ GRAFŮ SIGNÁLOVÝCH TOKŮ

Odraz na kulové ploše

je parciální derivace funkce f v bodě a podle druhé proměnné (obvykle říkáme proměnné

9 Axonometrie ÚM FSI VUT v Brně Studijní text. 9 Axonometrie

Hledání hyperbol

Reprezentovatelnost částek ve dvoumincových systémech

Posluchači provedou odpovídající selekci a syntézu informací a uceleně je uvedou do teoretického základu vlastního měření.

Formální jazyky. Z. Sawa (VŠB-TUO) Úvod do teoretické informatiky 7. března / 46

Spojitost funkce v bodě, spojitost funkce v intervalu

URČITÝ INTEGRÁL FUNKCE

Úlohy školní klauzurní části I. kola kategorie C

Automaty a gramatiky. Úvod do formáln. lních gramatik. Roman Barták, KTIML. Příklady gramatik

Převody Regulárních Výrazů. Minimalizace Konečných. Regulární jazyky 2 p.1/35

Zadání příkladů. Zadání:

Pružnost a plasticita II

3. ROVNICE A NEROVNICE Lineární rovnice Kvadratické rovnice Rovnice s absolutní hodnotou Iracionální rovnice 90

Transkript:

Anlý ovodů s ktivními prvk pomocí modifovných T- grfů DALBO BOLEK) nd EA BOLKOA*) Deprtment of Telecommunictions) dioelectronics)* Brno Universit of Technolog Purknov 8, 6 Brno CECH EPUBLC dlior.iolek@vo.c http://www.vo.c/strnk/iolek Astrkt: - článku jsou popsán tv. modifovné trnsformční (T) grf, které jsou grfickou odoou npěťových proudových incidenčních mtic. Je ukááno, jk le pomocí těchto grfů ískt klsický Msonův- Cotesův grf signálových toků nlovného ovodu. ýkld je ilustrován n příkldech ovodů s operčními esilovči proudovými konvejor CC. Ke-Words: - Signl flow grph, flow grph, T-grph, incidence mtrix, liner trnsformtion, opertionl mplifier, current conveor. Úvod Msonov, resp. Msonov-Cotesov grf signálových toků (M- resp. MC- grf) ptří již řdu let k prostředkům rchlé ruční nlý reltivně jednodušších lineárních ovodů [], []. e své ákldní formě všk nejsou příliš vhodné k řešení ovodů oshujících některé ktivní prvk, jko jsou npříkld dnes perspektivní proudové konvejor. Pro ovod oshující ktivní prvk lo vvinuto někol tpů grfů signálových toků [], [4], [5]. Jejich roorem jistíme, že k širšímu vužívání dného grfu je nutno splnit následující podmínk:. Jednoduchá prvidl při sestvování grfu přímo e schémtu ovodu.. Úsporná struktur grfu, tn. nlý reltivně jednoduchého ovodu nevedl n příliš složitý tudíž otížně vhodnotitelný grf.. Jednoduchá prvidl vhodnocování grfu. 4. rf musí umožňovt vhodnocení npěťových proudových přenosů i imitncí. Prvidl č. jsou většinou v roporu: K úspornému grfu se většinou doprcujeme plcí pouček, které nejsou jednoduché k pmtování [4]. Prvidlo č. ývá utomtick splněno, pokud je výsledný grf Msonův neo Msonův-Cotesův. Pk použijeme námé Msonovo prvidlo. Prvidlo č. 4 není u některých grfů splněno npříkld dík tomu, že ěhem plce prvidl č. došlo k redukci některých proměnných, které jsou všk nutné npř. k určení imitnčních poměrů. hledisk prvidel č., 4 jsou jímvé tv. trnsformční (kráceně T) grf, vedené v [5], které vcháejí grfické interpretce npěťových proudových incidenčních mtic. Pro nplnění prvidl č. jsme vvinuli mticovou metodu tv. párových proměnných. článku jsou veden tv. modifovné T-grf, které jsou sntéou T-grfů metod párových proměnných. Tto grf l vvinut s cílem dosžení vváženého kompromisu při nplňování prvidel č. ž 4. Konečným výsledkem je klsický MC grf s ěžným vhodnocením. Článek je orgniován následovně: části jsou shrnut ákldní pontk teorie T-grfů n příkldu psivního ovodu je demonstrován konvere T-grfu v MC grf. části je n ovodech s ideálním operčním esilovčem s proudovým konvejorem CC± ojsněn ákldní mšlenk párových proměnných její vužití k tvorě úsporných T-grfů. plční části 4 je mj. ukáán řešen prolém hledání povolených párových proměnných při nlýe ovodů oshujících někol ktivních prvků. ncidenční mtice, T-grf MC-grf Uvžujme psivní lineární ovod oshující m dvojpólů o dmitncích k, k =,,.., m. Nechť ovod oshuje n neávislých ulů, k nimž přiřdíme n ulových npětí i, i =,,,n, orientovných ulu i k referenčnímu ulu, n ulových proudů i, i =,,,n, které přitékjí vnějších drojů do ovodu. vedeme čítcí šipk npětí k proudů k větvových dmitncí k ve smslu spotřeičové orientce. Pk pltí rovnice B B B = () N B = A () B N = A () kde B (m,), B (m,), N (n,), N (n,) jsou vektor větvových proudů, větvových npětí, ulových proudů ulových npětí. de B (m,m) je digonální mtice větvových dmitncí, A (n,m) A (m,n) jsou proudová npěťová incidenční mtice. Pro psivní ovod pltí,

že dné incidenční mtice jsou sváán opercí trnspoice. Spojením rovnic (), () () ískáme dmitnční rovnice metod ulových npětí: N N N = (4) kde N B = A A. (5) T-grf předstvují grfickou repreentci rovnic ()-(). ovnice (4) (5) pk dávjí návod, jk T-grfů přejít n MC-grf. Jko příkld uveďme psivní Češevův filtr tpu příčkový článek n or.. C L " # C Or.. Anlovný psivní filtr. e schémtu jsou vnčen neávislé ul,ulové proud volené orientce čítcích šipek npětí proudů v jednotlivých větvích. Pro ovod pltí: C C L = /sl L () C C B B B = - C - L () C N A B - C L = - () C B A N - N =A B A = - /sl -/sl (5) -/sl /sl rfick le rovnice () -() náornit trnsformčním grfem n or.. - - - - /sl Or.. Trnsformční grf k ovodu or.. trnsformčním grfu le roent následující struktur: - pár ulové npětí/ulový proud - větvové dmitnce - npěťové proudové větve T-grfu, ončené otevřenými plnými šipkmi; u šipek jsou uveden příslušné trnsformční koeficient, které odpovídjí prvkům npěťové proudové incidenční mtice. důsledku psivit ovodu smetrie npěťových proudových incidenčních mtic jsou npěťové proudové přenos příslušných větví T-grfu vžd stejné. trnsformčních grfů le přejít k MC grfům podle následujícího lgoritmu: - Přenos vlstní smčk nd ulovým npětím i se íská jko součet součinů kde ki m k= k ki, (6) jsou npěťový proudový přenos větve, která přímo spojuje pár proměnných i i s dmitncí k. - Přenos orientovné cest ulu i do ulu j se íská jko áporně vtý součet součinů m k =. (7) - Do kždého ulů grfu i vstupuje s váhou přenos ulu i. Prktická plce uvedeného postupu je n or.. MC-grf le konstruovt přímo nd T-grfem. ýsledný MC-grf plně odpovídá rovnici (4), kde N konkretiováno vthem (5 ). /sl /sl /sl /sl - /sl k kj - - - Or.. Konstrukce MC-grfu T-grfu (ovod or. ). je

Je vhodné podotknout, že příslušné jednotkové přenos ulových proudů do ulových npětí konstruujeme jen v přípdě, kd je účelné dný ulový proud uvžovt. T-grf je možné konstruovt přímo e schémtu, držíme-li se následujícího postupu: - e schémtu očíslujeme ul, přreslíme větve vnějších drojů orientujeme je dovnitř ulů, (liovolně) orientujeme kždou vnitřních větví oshujících dmitnce dvojpólů v ovodu. - Nkreslíme smol párových proměnných s uspořádáním nenámá veličin námá veličin (u psivních ovodů ulové npětí ulový proud). Pod nimi nkreslíme ul s ončením jednotlivých větvových dmitncí. - Nkreslíme větve npěťového trnsformčního grfu s vužitím. Kirchhoffov ákon, k větvím připíšeme váh ( neo ). - ětve trnsformčního grfu doplníme smetrick (u psivních ovodů) proudovými vhmi. Pk již následuje výše popsná konstrukce MC-grfu s jeho následným vhodnocením pomocí Msonov prvidl.. Metod párových proměnných modifovného T-grfu. Ovod s ideálními operčními esilovči Uvžujme ideální operční esilovč (O) půso jeho členění do ovodu podle or. 4. c Or. 4. Příkld O s operční sítí. c c O udržuje nulové npětí mei svými vstup, tkže půsouje rovnost ulových npětí =. Toho vužijeme k redukci počtu nenámých. Nejímá-li nás dle výstupní proud O (resp. tento je možné dopočítt dodtečně npěťových poměrů), nemusíme sestvovt rovnici. Kirchhoffov ákon pro uel c. Uvědomme si, že v mticové rovnici ovodu musí figurovt stejný počet ulových npětí ulových proudů. Po výše popsné redukci to udou [ =, c ] [, ]. Pro ovod n or. 4 pltí rovnice...,..., = = kde tečkmi jsou nnčen dlší možné člen, generovné plovoucími dmitncemi. mticovém ápise = = c. (8) Odpovídjící MC-grf mohou ýt dv vi or. 5. - = () c = () c Or. 5. Dvě vrint MC-grfů odpovídjících rovnici (8). grfů vplývjí dvě možné vrint párování proměnných: ) =, c ) =, c ávěr: Ojeví-li se v pojení O, uvžujeme poue nenámé = c. K první npěťové nenámé (vstup O) přiřdíme do páru uď proud neo. Druhý proudů přiřdíme do páru k výstupnímu npětí O. Oě vrint T- MC-grfů suovodu or. 4 pk ukuje or. 6. šimněme si shod grfů s grf n or. 5. - - = c = c c () - Or. 6. Konstrukce grfů k ovodu or. 4. c. Ovod s proudovými konvejor CC± N or. 7 je proudový konvejor se námou vnitřní strukturou pojený v oecné operční síti. Pro ovod le pst následující rovnice: =... =... =... Součsně pltí rovnost =, které vužijeme k redukci proměnné. ()

x x x CC ± ± Or. 7. Suovod s proudovým konvejorem CC±. ýše uvedeným rovnicím mohou odpovídt dvě vrint grfů n or. 8. x = x x - - - x x = - x x ± - - - () x () - Or. 8. rfové repreentce ovodu or. 7. ávěr: Ojeví-li se v pojení prvek tpu CC±, uvžujeme poue nenámé =,. K první npěťové nenámé ( = ) přiřdíme do páru uď proud neo, k druhé npěťové nenámé ( ) uď neo,, k nenámé uď neo. Uvžujeme-li posloupnost nenámých =,,, pk odpovídjící posloupnost párových proudů je uď,,, neo posloupnost vnlá jejím cklickým posuvem dolev (,, ). - 4 lustrtivní příkld 4. Ovod s operčními esilovči N or. 9 je pojení ktivního filtru. řádu tpu pásmová propust [6], n or. pk MC-grf konstruovný T-grfu. C C " # $ OPA C Or. 9. Filtr. řádu tpu pásmová propust. - - - = 5 4 4 - - OPA Or.. rfová repreentce filtru or. 9. hodnocením MC-grfu le ískt npř. npěťovou přenosovou funkci 5 = C ( ) s C C s C s = s C 4. Ovod s proudovými konvejor N or. je jednoduchý příkld ovodu s CC. Přenos npětí ulu do ulu je =. " Or.. pojení s CC. CC # %

Příslušné grf jsou n or.. hodnocením MCgrfu ískáme uvedenou přenosovou funkci. = -- - - - - Or.. rfová repreentce ovodu or.. N or. je impednční konvertor s dvojicí poitivního negtivního proudového konvejoru [7]. Nenámé veličin jsou tto: =, = 4, (proud CC), (proud CC-). " CC CC- Or.. mpednční konvertor s CC CC- [ ]. - = 4 - = - # - - - - - 4 Or. 4. rfová repreentce ovodu or.. hledisk CC chom mohli provést následující dvojí párování proměnných: ) = 4 4 neo = 4 ) 4 c) - - Párování doplníme hledisk CC-: = ropor s ) neo = vi ) vi ) Jediné možné párování je ted chceno n or. 4. hodnocením MC-grfu ískáme vstupní impednci ovodu:..( ).( ) inp = = =. 5 ávěr Popsná metod grfického řešení lineárních sstémů kominuje tv. trnsformční grf s metodou párových proměnných. Tímto půsoem je dosženo reltivně jednoduchého lgoritmu sestvení výchoí grfové struktur při součsné redukci roměru výsledného MCgrfu. ávěrečný příkld ukuje, že v přípdě výsktu většího počtu trnsformčních prvků v ovodu je tře pečlivě volit povolené pár ovodových proměnných. Metod je vužitelná pro grfické řešení oecných lineárních prolémů e v n nlýu elektrických ovodů. eferences: [] Mson, S.J., Feedck Theor: Further Properties of Signl Flow rphs. Proc. E, ol. 44, No. 7, pp. 9-96, 956. [] Cotes, C.L., Flow-grph Solution of Liner Algeric Equtions. E Trns. Circuit Theor, CT- 6, pp. 7-87, 959. [] Mul, J., Signl-Flow-rph-gin with espect to the enerl Node of rph. Electronics Letters, August 969, No. 6, pp. 8-8. [4] Biolek,D., Novel Signl Flow rphs of Current Conveors. 8th MWSCAS, io de Jneiro, Bril August -6, 995, pp. 58-6. [5] Mul, J., Pospisil,J., Anlsis of circuits contining ctive trnsform elements. Electronic Horion, ol. 5, No. 4, pp. 6-67, 974 (in Cech). [6] BOLEK,D., BOLKOA,., Optimition of Liner Sstems using Smolic Modelling. MS, Ls Plms de rn Cnri (Spin), pp. 7-77. [7] Tomou,C., Lidge,F.J, High,D.., Anlogue C Design: the Current-Mode Approch. EE Circuits nd Sstems Series, Peter Peregrinus Ltd, London 99,UK. Acknowledgement: This work is supported the rnt Agenc of the Cech epulic under grnts No. //4 nd //97, nd the reserch progrmme of BUT eserch of electronic communiction sstems nd technologies.