E-materiały do kształcenia zawodowego

Symulacja pracy analogowych układów urządzeń elektronicznych

ELM.05 Eksploatacja urządzeń elektronicznych – Technik elektronik 311408

bg‑green

Słownik pojęć dla e‑materiału

1
Instrukcja korzystania ze słownika

Słownik pojęć do e‑materuału zawiera hasła oraz ich definicje. Hasła zostały ułożone w kolejności alfabetycznej. Wybrane pojęcia zawierają również odsyłacze (linki) do elementów składowych e‑materiału, w których zostały użyte.

Poprawne korzystanie ze słownika pojęć pozwoli ci opanować podstawowy zasób słownictwa branżowego oraz ułatwi przyswojenie wiedzy zawartej w e‑materiale.

1
admitancja
admitancja

odwrotność impedancjiimpedancjaimpedancji, wyrażona w simensach [S]

amplituda sygnału
amplituda sygnału

największa wartość sygnału (napięcia, prądu) przebiegu zmiennego, np. sinusoidalnego

anoda
anoda

elektroda, przez którą prąd wpływa do urządzenia, anoda w układach elektronicznych ma zazwyczaj potencjał dodatni (elektroda dodatnia)

RqsleHVjJbgpE
Dioda
Źródło: Erik Streb via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
baza
baza

oznaczona literą B to warstwa (elektroda) słabo domieszkowana, której zadaniem jest sterowanie prądem przepływającym przez tranzystor bipolarny

bramka
bramka

element tranzystora polowego (unipolarnego) oznaczony symbolem G (ang. gate), jest to elektroda (odpowiednik bazy w tranzystorze bipolarnym)

częstotliwość rezonansowa
częstotliwość rezonansowa

częstotliwość drgań wymuszonych dla danego układu w wyniku działania siły zewnętrznej okresowo zmiennej lub wskutek okresowych zmian parametrów układu; dla układów elektronicznych przy tej częstotliwości występuje rezonans, czyli zjawisko charakteryzujące się silnym wzrostem amplitudy drgań układu (obwody RLC)

dren
dren

element tranzystora polowego (unipolarnego) oznaczony symbolem D (ang. drain), jest to elektroda (odpowiednik kolektora w tranzystorze bipolarnym)

dioda
dioda

element elektroniczny dwuwarstwowy, składający się z półprzewodników p i n. Jej zadaniem jest przewodzenie prądu tylko w jednym kierunku. Ze względu na sposób domieszkowania i zastosowane materiały wyróżnia się różne rodzaje diod, np. prostownicza, Zenera, tunelowa, pojemnościowa, LED; różnią się one właściwościami, a tym samym zastosowaniem

R19YfBt4OJiFb
Dioda prostownicza 6 A /800 V (50 Hz)
Źródło: Mataresephotos via Wikimedia Commons, Dioda prostownicza 6 A /800 V (50 Hz), licencja: CC BY 3.0.
emiter
emiter

oznaczony literą E, to silnie domieszkowana warstwa (elektroda) tranzystora bipolarnego stanowiąca źródło nośników prądu

filtr elektryczny
filtr elektryczny

układ elektroniczny, którego zadaniem jest przepuszczanie sygnałów o określonej częstotliwości i tłumienie poza pasmem. Ma postać czwórnika elektronicznego i, w zależności od zastosowanych elementów, wyróżnia się filtry pasywne (zbudowane z rezystorów, kondensatorów, cewek) i filtry aktywne (zbudowane z rezystorów, kondensatorów i wzmacniaczy operacyjnych); ze względu na charakterystykę częstotliwościową filtry dzieli się na: dolnoprzepustowe, górnoprzepustowe, środkowoprzepustowe i środkowozaporowe

RB217yG3pWTFL
Filtr LTE masztowy
Źródło: dipol.com, licencja: CC BY-SA 3.0.
filtrowanie sygnału
filtrowanie sygnału

proces przetwarzania sygnałów, który ma na celu wydzielenie sygnałów składowych o określonych częstotliwościach i amplitudach; filtracja stosowana jest dla sygnałów elektrycznych np. w procesach diagnostyki i monitorowania

filtr dolnoprzepustowy
filtr dolnoprzepustowy

układ elektroniczny, który przewodzi sygnały niskiej częstotliwości do wartości częstotliwości granicznej, blokując (tłumiąc) sygnały o wysokiej częstotliwości (powyżej częstotliwości granicznej)

filtr górnoprzepustowy
filtr górnoprzepustowy

układ elektroniczny, który przewodzi sygnały wysokiej częstotliwości powyżej wartości częstotliwości granicznej, blokując (tłumiąc) sygnały o niskiej częstotliwości (poniżej częstotliwości granicznej)

filtr środkowoprzepustowy
filtr środkowoprzepustowy

układ elektroniczny, który przewodzi sygnały w określonym przedziale częstotliwości nazywanym pasmem przepustowym; pasmo to może być zdefiniowane jako przedział pomiędzy górną oraz dolną częstotliwością graniczną lub poprzez zakres leżący wokół określonej częstotliwości środkowej; układ ten zwany jest również filtrem pasmowoprzepustowym

filtr środkowozaporowy
filtr środkowozaporowy

układ elektroniczny, który tłumi sygnały w określonym przedziale częstotliwości; pasmo to może być zdefiniowane jako przedział pomiędzy górną oraz dolną częstotliwością graniczną lub poprzez zakres leżący wokół określonej częstotliwości środkowej; układ ten zwany jest również filtrem pasmowozaporowym

generator funkcyjny
generator funkcyjny
RN8EJOxSNBo5Y
Generator funkcyjny
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.

urządzenie elektroniczne, którego zadaniem jest wygenerowanie sygnału o określonym przebiegu, o regulowanych amplitudzie i częstotliwości; generatory stosowane są m.in. w pracowniach elektronicznych czy serwisach urządzeń elektronicznych.

impedancja
impedancja

wielkość charakteryzująca zależność między natężeniem prądu a napięciem w obwodach prądu przemiennego (sinusoidalnie zmiennego); odpowiednik oporu elektrycznego charakteryzującego tę zależność w obwodach prądu stałego. Impedancja jest wielkością zespoloną, reprezentującą opór dla elementów R, L, C lub układu zbudowanego z elementów RLC

integrator
integrator

układ pracy wzmacniacza operacyjnego, który wykonuje matematyczną operację całkowania; układ ten wytwarza napięcie wyjściowe, które jest proporcjonalne do całki napięcia wejściowego po czasie

karborund
karborund

ceramiczny materiał z węglika krzemu, występujący naturalnie jako rzadki minerał moissanit; zwany jest karborundem ze względu na twardość, która zawiera się pomiędzy twardością diamentu i korundu; stosowany jest do pokrywania powierzchni ciernych pracujących w wysokich temperaturach; jednym z najnowszych zastosowań węglika krzemu jest produkcja tranzystorów mikrofalowych

R1SR7enmTGw74
Monokryształ węgliku krzemu
Źródło: David Monniaux via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
katoda
katoda

elektroda, przez którą prąd wypływa z urządzenia, katoda w układach elektronicznych ma zazwyczaj potencjał ujemny (elektroda ujemna)

kolektor
kolektor

oznaczony literą C to warstwa (elektroda) tranzystora bipolarnego, która zbiera elektrony wypływające z emitera

komparator
komparator

układ kombinacyjny służący do porównywania dwóch poziomów napięć (komparator analogowy wykonany na bazie wzmacniacza operacyjnego) lub liczb binarnych (komparator cyfrowy); komparator analogowy podaje na wyjściu sygnał zależny od różnicy sygnałów wejściowych

miernik uniwersalny (multimetr)
miernik uniwersalny (multimetr)

urządzenie umożliwiające pomiar kilku wielkości fizycznych. Multimetr w podstawowej wersji pełni rolę amperomierza, woltomierza i omomierza, ale pozwala również na pomiar m.in. pojemności kondensatorów, temperatury, testowania półprzewodnikowych elementów elektronicznych, np. tranzystorów

R1X0K4rov9qRm
Wielofunkcyjny miernik cyfrowy
Źródło: Jacek Halicki via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 4.0.
modulacja
modulacja

proces przetwarzania związany z nałożeniem informacji zawartej w przebiegu modulującym (przebieg o małej częstotliwości) na falę nośną (przebieg wielkiej częstotliwości)

mostek Graetza
mostek Graetza

układ elektroniczny zbudowany z czterech diod prostowniczych „prostujący prąd” przy wykorzystaniu obu połówek napięcia przemiennego (prostownik dwupołówkowy); w układzie tym, niezależnie od kierunku przepływu prądu na wejściu, prąd na wyjściu płynie zawsze w tym samym kierunku; przy polaryzacji w kierunku przewodzenia pracuje zawsze jedna para diod (druga para pracuje w kierunku zaporowym); mostek ten jest czwórnikiem – ma dwa zaciski wejściowe (napięcie przemienne) oraz dwa zaciski wyjściowe

R1FAKeMSyreYj
Półprzewodnikowe, scalone mostki Graetza dla niskich napięć
Źródło: Smial via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 2.0.
multiplekser
multiplekser

elektroniczny układ kombinacyjny; ma wejścia adresowe, jedno wyjście informacyjne i pewną liczbę wejść informacyjnych (najczęściej będącą potęgą liczby 2); każde wejście ma przypisany adres.
Słowo binarne z wybranego adresem wejścia przekazywane jest na wyjście, przy czym pozostałe wejścia nie mają wpływu na stan wyjścia; układem pełniącym funkcje odwrotne do multipleksera jest demultiplekser

oscyloskop
oscyloskop

urządzenie pomiarowe służące do obserwacji i badania przebiegów czasowych; oscyloskopy cyfrowe umożliwiają wykonywanie operacji matematycznych w celu analizy tych przebiegów (np. analiza FFT)

R64piYYP8EygV
Oscyloskop
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.
pasmo przenoszenia
pasmo przenoszenia

zakres częstotliwości, które są przenoszone przez dane urządzenie (np. filtr, wzmacniacz); granice tego pasma określone są jako częstotliwości graniczne i wyznaczają je punkty, w których poziom sygnału zmniejszył się o 3 dB

pasmo zaporowe/tłumieniowe
pasmo zaporowe/tłumieniowe

pasmo częstotliwości układu, w którym napięcia i prądy podlegają tłumieniu; oznacza to, że do odbiornika dostaje się sygnał o określonych parametrach i że z sygnału dostarczonego przez źródło został wyeliminowany sygnał o częstotliwości mieszczącej się w paśmie tłumieniowym

prostownik
prostownik

element, zestaw elementów lub układ elektroniczny służący do zamiany napięcia przemiennego na napięcie jednego znaku, np. napięcie stałe (po wcześniejszym zastosowaniu filtra)

RYPiviDi9n8U8
Schemat blokowy zasilacza liniowego, w którym jednym z głównych bloków jest prostownik
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.
przekładnia napięciowa transformatora
przekładnia napięciowa transformatora

przekładnia transformatora n to stosunek napięcia górnego Ug do napięcia dolnego Ud mierzonego na zaciskach transformatora w stanie jałowym; przekładnia zawsze ma wartość większą lub równą jeden; w zależności od tego, czy napięcie strony pierwotnej jest większe, czy mniejsze od napięcia strony wtórnej, transformator nazywany jest obniżającym lub podwyższającym napięcie

przerzutnik
przerzutnik

elektroniczny układ sekwencyjny wytwarzający okresowe lub nieokresowe przebiegi elektryczne prostokątne; w zależności od sekwencji zmian sygnałów wejściowych może przyjmować i utrzymywać na wyjściu Q jeden z dwóch stanów logicznych (0 lub 1); przerzutniki są najprostszymi układami pamięciowymi

przerzutnik astabilny
przerzutnik astabilny

tzw. multiwibrator, nie ma stanu stabilnego, stan wyjściowy Q zmienia się cyklicznie. Przerzutniki astabilne są generatorami impulsów prostokątnych

przerzutnik asynchroniczny
przerzutnik asynchroniczny

przerzutnik, w którym zmiana stanu na wyjściu Q następuje bezpośrednio po określonej sekwencji zmian sygnałów wejściowych

przerzutnik bistabilny
przerzutnik bistabilny

przerzutnik, w którym przemiennie na wyjściu Q przejmowany jest jeden z dwóch stanów stabilnych; stan zapamiętania może być skasowany poprzez podanie na wejście kasujące odpowiedniego sygnału

przerzutnik monostabilny
przerzutnik monostabilny

tzw. uniwibrator, rodzaj przerzutnika, w którym wyjście Q przyjmuje jeden stan stabilny i chwilowy stan niestabilny. Stan zapamiętania może być skasowany samoistnie, po czasie założonym przez konstruktora

przerzutnik synchroniczny
przerzutnik synchroniczny

przerzutnik, w którym zmiana stanu na wyjściu Q następuje zależnie od stanu wejść oraz po doprowadzeniu dodatkowego sygnału synchronizującego (sygnał taktujący)

rezonans
rezonans

zjawisko, które polega na wystąpieniu drgań w obwodzie RLC przy zbliżaniu częstotliwości napięcia zasilającego do częstotliwości własnej obwodu

rezonans napięć
rezonans napięć

zjawisko występujące w układzie szeregowego połączenia elementów R, L, C (rezonans szeregowy); przy określonej częstotliwości f0 sygnałów w obwodzie, zwanej częstotliwością rezonansowączęstotliwość rezonansowaczęstotliwością rezonansową, wartości napięć na cewce i kondensatorze są sobie równe, a przeciwne co do znaku, wobec czego ich suma jest równa zero; w takiej sytuacji w obwodzie płynie największy możliwy prąd

rezonans prądów
rezonans prądów

zjawisko występujące w układzie równoległego połączenia elementów R, L, C (rezonans równoległy).
Przy określonej częstotliwości f0 sygnałów w obwodzie, zwanej częstotliwością rezonansowączęstotliwość rezonansowaczęstotliwością rezonansową, prądy płynące przez kondensator oraz cewkę mają równe amplitudy, lecz przeciwne fazy, wobec czego ich suma jest równa zero; w takiej sytuacji prąd zasilający obwód ma wartość minimalną

rezonator kwarcowy
rezonator kwarcowy

pasywny element elektroniczny wykonany z kwarcu, czyli minerału bazującego na krzemie; w układach elektronicznych rezonatory kwarcowe są dobrymi wzorcami częstotliwości, umożliwiają wytworzenie sygnału o ściśle ustalonej częstotliwości

RpT4IndJpV3mQ
Rezonator kwarcowy 12MHz
Źródło: rs-online.com, licencja: CC BY-SA 3.0.
sprzężenie zwrotne
sprzężenie zwrotne

oddziaływanie sygnału wyjściowego na sygnał wejściowy; stosowane w układach sterowania, wzmacniaczach, generatorach itp.; rozróżnia się dodatnie i ujemne sprzężenie zwrotne

stabilizator napięcia
stabilizator napięcia

układ elektroniczny, w którym utrzymywane jest stałe napięcie na wyjściu; powinno to występować niezależnie od obciążenia układu i wahań napięcia zasilającego

Ro4dLlQ6NgZDa
Stabilizatory liniowe na napięcie 5 V: po lewej 7805 (obudowa TO‑220, Iout = 1 A), po prawej 78L05 (obudowa TO‑92, Iout = 100 mA)
Źródło: Christoph D via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
termistor
termistor

podzespół elektroniczny o rezystancji zależnej od temperatury (w dużo większym stopniu niż w przypadku standardowych oporników); najczęściej półprzewodnikowy lub metalowy; jego właściwości zależą od rodzaju użytych tlenków, np. manganu, niklu, kobaltu, miedzi, glinu, wanadu i litu; termistor zwiększa swoją rezystancję, kiedy wzrasta jego temperatura (PTC – dodatni współczynnik temperaturowy oraz CTR – zmiana rezystancji jest skokowa); w użyciu są również termistory NTC (ujemny współczynnik temperaturowy), których rezystancja płynnie maleje wraz ze wzrostem temperatury

R6ejZvzSSfDVi
Termistor NTC
Źródło: Ansgar Hellwig via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
tętnienia napięcia (napięcie pulsujące)
tętnienia napięcia (napięcie pulsujące)

napięcie prądu tętniącego w układzie prostownika zależne od rodzaju zastosowanego prostownika; napięcie to jest dodatnie, okresowo zmienne, a jego wartość średnia całookresowa w ciągu jednego okresu jest różna od zera; dla układów prostowników z filtrem stosunki wartości skutecznych napięć prądu tętniącego wynoszą: 4,5 jednopołówkowy, 1,7 dwupołówkowy, 1,7 mostkowy

tranzystor bipolarny
tranzystor bipolarny

trójwarstwowy (npn lub pnp) półprzewodnikowy element elektroniczny o zdolności wzmacniania sygnału. Końcówki tranzystora to baza (B), kolektor (C) i emiteremiteremiter (E)

tranzystor polowy, tranzystor unipolarny
tranzystor polowy, tranzystor unipolarny

tranzystor sterowany za pomocą pola elektrycznego; przepływ prądu elektrycznego pomiędzy źródłem (S) a drenem (D) zależny jest od napięcia przyłożonego do bramki (G); wyróżnia się tranzystory złączowe JFET (z kanałem p lub n) oraz z izolowaną bramką MOSFET (wzbogacane z kanałem p lub n oraz zubażane z kanałem p lub n)

Roic8JtlzScaq
Tranzystory w różnych obudowach
Źródło: Mumin 123 via Wikimedia Commons, domena publiczna.
tyrystor
tyrystor

element półprzewodnikowy składający się czterech warstw p‑n-p‑n; wyprowadzenia tyrystora podłączone są do trzech warstw: anodaanodaanoda A jest podłączona do warstwy skrajnej p, katodakatodakatoda K do skrajnej warstwy n oraz bramka G (ang. gate) podłączona jest do jednej z warstw wewnętrznych p; dopóki do bramki nie zostanie doprowadzone napięcie, tyrystor nie przewodzi (stan nieprzewodzenia); załączenie następuje po doprowadzeniu do bramki dodatniego napięcia względem katody (przy prawidłowym spolaryzowaniu A+, K-); wyłączenie tyrystora, czyli przejście ze stanu przewodzenia w stan blokowania, wymaga zmniejszenia prądu anodowego tyrystora do wartości tzw. prądu podtrzymania albo zmiany polaryzacji napięcia anoda‑katoda; tyrystor zwany jest również sterowaną diodądiodadiodą krzemową

Rykm6Pk2cgAQn
Tyrystory. Po lewej: ITAVM = 100 A, URRM = 800 V; po prawej: 13 A, 800 V
Źródło: Thuringius via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
warystor
warystor

półprzewodnikowy bierny podzespół elektroniczny o nieliniowej charakterystyce rezystancji, zależnej od napięcia elektrycznego; dla małych napięć warystor wykazuje dużą rezystancję; gdy napięcie przekroczy pewną wartość (charakterystyczną dla danego typu warystora), jego rezystancja maleje z początkowych setek kiloomów do kilkunastu omów

REIyfpJnytHx2
Warystor (385 V)
Źródło: Michael Schmid via Wikimedia Commons, licencja: CC BY-SA 3.0.
wartość skuteczna napięcia
wartość skuteczna napięcia

wartość skuteczna napięcia prądu przemiennego jest taką wartością napięcia prądu stałego, która w czasie jednego okresu dostarczy do odbiornika taką samą energię jak przy napięciu zmiennym

wzmacniacz mocy
wzmacniacz mocy

wzmacniacz, którego zadaniem jest dostarczanie do obciążenia wymaganej mocy wyjściowej; w elektroakustyce wejściowy sygnał analogowy jest zazwyczaj wzmacniany najpierw w przedwzmacniaczu, natomiast wzmacniacz mocy jest końcowym stopniem toru wzmacniającego i podłączony jest do zestawu głośnikowego

wzmacniacz operacyjny
wzmacniacz operacyjny

wielostopniowy wzmacniacz różnicowy prądu stałego, który charakteryzuje się bardzo dużym różnicowym wzmocnieniem napięciowym; układ ten najczęściej pracuje z zewnętrznym obwodem sprzężenia zwrotnego; jest najbardziej rozpowszechnionym scalonym układem elektronicznym; podstawowe układy pracy wzmacniacza to układy: odwracający, nieodwracający, różniczkowy, całkujący

R1dRDjKrtjiLp
Wzmacniacz operacyjny
Źródło: Akademia Finansów i Biznesu Vistula, licencja: CC BY-SA 3.0.
wzmacniacz selektywny
wzmacniacz selektywny

służy do wzmacniania sygnałów w określonym paśmie częstotliwości

wzmocnienie mocy
wzmocnienie mocy

określa stosunek mocy wydzielanej w obciążeniu do mocy sygnału wejściowego

wzmocnienie napięciowe
wzmocnienie napięciowe

stosunek napięcia wyjściowego do napięcia wejściowego układu; oznaczane jest Ku = Uwy/Uwe [V/V]; jest parametrem charakteryzującym wzmacniacze

wzmocnienie różnicowe
wzmocnienie różnicowe

wynik np. działania wzmacniacza różnicowego; układ ten wzmacnia tylko różnicę napięć wejściowych niezależnie od sumy tych napięć (napięcie różnicowe)

zasilacz liniowy
zasilacz liniowy

rodzaj zasilacza o regulowanej lub nieregulowanej wartości napięcia wyjściowego, w którym podstawowym elementem odpowiedzialnym za stabilizację napięcia jest stabilizator napięcia; ponadto każdy zasilacz liniowy zawiera transformator, prostownik oraz kondensatory elektrolityczne filtrujące

zasilacz impulsowy
zasilacz impulsowy

rodzaj zasilacza zbudowany na zasadzie przetwornicy; podstawowym elementem jest tranzystor mocy przełączany z dużą częstotliwością; napięcie wyjściowe porównywane jest z wartością odniesienia i na tej podstawie tranzystor przełączany jest sygnałem o modulowanej szerokości impulsów; obecnie zasilacze te są powszechnie stosowane w urządzeniach elektronicznych; charakteryzują się wysoką sprawnością w porównaniu do zasilaczy liniowych

R1ZEMRvCyhIyX
Wnętrze zasilacza impulsowego telefonu komórkowego typu flyback. Po prawej stronie część z napięciem sieciowym, w środku transformator (czerwony).
Źródło: Rrudzik via Wikimedia Commons, domena publiczna.
źródło
źródło

element tranzystora polowego (unipolarnego) oznaczony symbolem S (ang. source), jest to elektroda (odpowiednik emitera w tranzystorze bipolarnym)

anoda
katoda
dioda
impedancja
częstotliwość rezonansowa
emiter