ISMERTESSE A FREKVENCIA- ÉS IDŐMÉRÉS ELVÉT! RAJZOLJA FEL A DIGITÁLIS FREKVENCIA- ÉS IDŐMÉRŐK TÖMBVÁZLATÁT ÉS ELEMEZZE MŰKÖDÉSÜKET! SOROLJON FEL PÉLDÁK

Digitális frekvencia- és időmérés elve:
A digitális frekvencia- és időmérők univerzális műszerek. Különböző fizikai mennyisé-geket lehet velük mérni: frekvencia, periódusidő, időtartam, frekvenciaarány, fázisszög. A műszer feladata jelimpulzusok megszámlálása, amelyhez mérési hibát nem okozó digitális áramkörök állnak rendelkezésre. Digitális időmérésnél egy ismert frekvenciájú jelből szár-mazó impulzusokat számlálnak ismeretlen ideig egy számlálóval. Digitális frekvenciamé-résnél fordítva, ismeretlen frekvenciájú jelből származó impulzusokat számlálnak meg is-mert ideig.
Digitális frekvencia- és időmérő felépítése:
A digitális frekvenciamérő minden mérendő jelet a jelformáló erősítővel előbb meredek felfutású impulzusjellé alakít, majd ennek 1s alatt lejátszódó periódusait számolja meg és jelzi ki, amely éppen a frekvencia. A mérési elvet emiatt számláló típusú mérésnek is neve-zik.
A mérés a vezérlőegység által meghatározott időszakonként történik, és mindig a szám-láló nullázásával, majd a kapu nyitásával kezdődik. Az időalap által nagyon pontosan megha-tározott idő letelte után a kapu zár, és a számlálás befejeződik. Ha az időalap 1s-ig tarja nyit-va a kaput, akkor a mérés végén a számlálóban pontosan a frekvenciának megfelelő érték lesz. A számlálóban lévő érték kétféle módon használható fel:
1. Tároló nélkül: a kijelző közvetlenül a számlálóra csatlakozik. Ekkor a kijelzőn látszik a számlálási folyamat, a mérés befejeződéséig egyre nagyobb értéket mu-tat A kapu zárása után a számláló tartalmát egy bizonyos ideig ki kell jelezni, és a következő mérés csak ennek letelte után kezdődhet. A kijelzés időtartamát a felhasználó saját igénye szerint potenciométerrel választhatja meg.
2. Tárolóval: a tároló a mérést gyorsítja, mert a kapu zárása után a vezérlőegység a számláló tartalmát azonnal átírja a tárolóba, és amíg a kijelzés tart, megkezdőd-het a következő mérés. A kijelző mindig a számlálóban lévő értéket veszi fel, vagyis az átírással a régi érték automatikusan törlődik.
Az időalap-áramkör nagy pontosságú kristály-oszcillátorból és frekvenciaosztóból áll. Az időalap értéke általában 1s, de túl nagy frekvencia esetén ennél kisebbet, míg túl kicsi frekvencia esetén ennél nagyobbat célszerű használni.
Méréstechnikai alkalmazások:
Periódusidő mérése: főleg kis frekvencia esetén mérünk, mert ekkor a frekvenciamérés nagyon pontatlan lenne. Periódusidő mérésekor a kaput nem az időalap, hanem a mért jel ve-zérli, és éppen T ideig tartja nyitva.
Időtartam mérése: a számlálás és a periódusidő-mérés kombinációjával keletkezik oly módon, hogy az időalap impulzusait számoljuk a START és STOP jelek által meghatározott időben. A START és STOP jelet a vizsgált jelekből állítjuk elő.
Frekvenciaarány mérése: két frekvencia összehasonlítására alkalmas. A kijelzőn meg-jelenő érték azt mutatja meg, hogy az egyik frekvencia hányszor nagyobb a másiknál. A mé-résnek csak akkor van értelme, ha az egyik frekvencia a másiknak sokszorosa, különben nagy mérési hiba keletkezik.

ISMERTESSE AZ ANALÓG MULTIMÉTEREKBEN ALKALMAZOTT ANALÓG-DIGITÁL ÁTALAKÍTÓK ELVI MEGOLDÁSI LEHETŐSÉGEIT, ÁRAMKÖREIKET ÉS MŰKÖDÉSÜKET! RAJZOLJA FEL A DI

Az analóg-digitális átalakítás elve:
Az analóg-digitális átalakítás két jellegzetes szakaszra bontható: mintavételre és digitá-lis kódolásra. Azokban az átalakítókban, amelyekben mérés közben a vett minta nagysága nem változhat meg, külön áramkörrel a szinttartásról is gondoskodni kell.
A mintavétel bizonyos időközönként történik, amelyet az átalakítóra jellemző átalakítási vagy konverziós idő határoz meg. A konverziós idő az átalakító működési módjától függően lehet állandó érték, de a mért feszültség nagyságával arányosan növekvő is.
A mintavételezés folyamata során a mérendő és folytonos analóg mennyiséget – általá-ban feszültséget – tartományokra (egységekre) bontjuk. Az egységek lehetnek azonosak, de különböző nagyságúak is.
Az A/D átalakító azt állapítja meg, hogy a mért mennyiség hányszorosa az egységnek, vagyis a mért mennyiség mérőszámát adja. Ha a mérőszámot nem lehet a kvantum egész számú többszörösével kifejezni, akkor az átalakító a hozzá legközelebb eső számhoz kerekít, és a mérési elvből származó hiba keletkezik, amelyet a kijelző utolsó számjegyénél a 1 digites eltérés fejez ki. A hiba arányos a kvantum nagyságával, különböző nagyságú kvantu-mok esetén a legkisebb kvantumhoz tartozó értékkel.
A kvantumokat nagy stabilitású UR referencia-feszültségből állítjuk elő, azonos kvan-tumok esetén annak N = 2n részre osztásával. A referenciafeszültség értéke megegyezik az A/D átalakító bemenetére adható legnagyobb feszültséggel.
Átalakítási módszerek
Az átalakítás módja szerint megkülönböztetünk közvetlen és közvetett átalakítót. Köz-vetlen módszer esetén a mérendő feszültséget egyetlen lépésben alakítjuk digitális jellé, míg közvetett módszernél előbb vele arányos idővé vagy frekvenciává, majd ezt kódoljuk digitális számértékké.
Közvetlen(komparátoros) átalakítók: a párhuzamos vagy komparátoros A/D átalakító-ban az UR referenciafeszültséget egy nagy pontosságú osztóval N = 2n darab U egységre bontjuk, majd az így kapott feszültségeket egy-egy komparátor bementére vezetjük. A kom-parátorok másik bemenete össze van kötve, és erre a közös bemenetre csatlakozik a mérendő Ux feszültség.
Ux hatására mindazok a komparátorok átbillennek, amelyek pozitív bemenetére na-gyobb feszültség jut, mint az osztó kimeneteiről érkező feszültség. A kódoló az átbillenéseket logikai 1 szintként érzékeli és a mintavételt engedélyező STROBE jel hatására egy logikai kapukból álló hálózattal binárisan kódolt számmá alakítja. A legkisebb értékű bitet LSB-nek, legnagyobbat MSB-nek nevezik.

A működési elvből következik, hogy a kódoló kimenetén minden engedélyező jel hatá-sára azonnal megjelenik a mért érték, vagyis a komparátoros átalakító rendkívül gyorsan mű-ködik. Nagy hátránya azonban, hogy az elkészítéséhez soktagú és pontos osztó, és ugyanennyi komparátor szükséges. Ha pl. a felbontóképességet és ezzel együtt a kimeneti jel bitjeinek a számát növelni akarjuk, akkor minden további bitnél kétszeresre kell növelni az osztó elemei-nek és a komparátoknak a számát is. A komparátoros átalakítót főleg hang- és képjelek digi-talizálására alkalmazzák.
A számláló típusú A/D átalakító: minden mérés a számláló nullázásával kezdődik, ami a digitális kimeneti jelet, és ezzel együtt a D/A átalakító bemeneti jelét is nullára állítja. Ennek következtében az utóbbi kimenetén és a Ko komparátor invertáló bemenetén UD = 0 V jelenik meg. A komparátor másik bementére a pozitív polaritású UX feszültség jut, ezért átbillen, és az ÉS kapu egyik bemenetére H szintet ad.
A számlálási folyamat mindaddig tart, amíg UD el nem éri UX értékét. Ekkor a kompará-tor átbillen, és megakadályozza további órajel impulzusok átjutását, a számláló kimenetén pedig az UX = UD-nek megfelelő bináris érték lesz.

Számlálás közben az átalakító kimenetére csatlakozó kijelző egyre nagyobb és gyorsan változó értéket mutat. A mért értéket emiatt csak akkor lehet elolvasni, ha a számlálás befeje-zése után egy bizonyos ideig kijelezzük. Erre szolgál a várakozási idő. A mérési és várakozási idő miatt ezzel az átalakítóval gyors mérés nem végezhető, nagy előnye viszont az egyszerű felépítés, valamint az, hogy a mérés pontossága nem függ az órajel frekvenciájától.
Digitális multiméter:
A digitális multiméterek ma már az analóg multimétereknél is elterjedtebbek, mert szer-vizcélokra használható változataik kis méretben és olcsón előállíthatók, üzemi és laboratóriu-mi változataikkal, pedig nagy mérési pontosság érhető el, sőt a mérés automatizálható.
A digitális multiméter jellemző szolgáltatásai:
 Egyenfeszültség mérése
 Váltakozó feszültség mérése
 Egyenáram mérése
 Váltakozó áram mérése
 Ellenállás mérése
 Dióda, tranzisztor, valamint szakadás és zárlat vizsgálata, sőt több típus alkal-mas frekvencia, kapacitás, tranzisztorparaméter stb. mérésére is. A leggyako-ribb és legjellemzőbb megoldás az 5-14. Ábrán látható
Az ellenállásmérő egység: az ellenállásmérő minden multiméternek, így a digitális mul-timéternek is fontos üzemmódja. Az analóg multiméterek többsége az ellenállást feszültség-mérős elven méri, amelyhez nemlineáris skála tartozik. Digitális műszerekben ezt nem lehet megvalósítani, vagyis olyan ellenállás-feszültség átalakítási módszert kell választani, amely esetén a kimeneti feszültség arányos a mért ellenállással.
A digitális műszerek általában áramgenerátoros módszerrel mérnek, amelynek az a lé-nyege, hogy állandó áramerősség esetén, az ellenálláson fellépő feszültség arányos az ellenál-lás értékével.

ISMERTESSE A VILLAMOS JELEK KÉPI MEGJELENÍTÉSÉNEK ELVÉT! RAJZOLJA FEL AZ OSZCILLOSZKÓP TÖMBVÁZLATÁT, MAGYARÁZZA EL MŰKÖDÉSÉT! RÉSZLETEZZE A SZINKRONIZ

Képi megjelenítés:
A vizuális megjelenítő olyan elektronikus készülék, amely a fizikai folyamatokat vagy állapotokat látással teszi érzékelhetővé. A készüléken megjelenített kép csak bizonyos ideig szemlélhető, rövid idő után eltűnik, vagy megváltozik. A vizuális megjelenítő elsődleges fel-adata a folyamat időbeli változásának, valamely állapotának vagy jellemzőjének a bemutatá-sa, mérése.
Katódsugárcső: Az elektronágyúból nagy sebességgel érkező elektronok az ernyőnél egy pontban találkoznak, és az ernyő falán lévő fénypor bevontba csapódnak. Az elektronok mozgási energiáját a fénypor atomjai felveszik, gerjesztett állapotba kerülnek, majd a felvett energiát fényként kisugározzák. A jelenséget lumineszkálásnak nevezik.
Oszcilloszkóp felépítése működése:
A katódsugárcső eltérítő egysége erősítőkkel vezérelhető. Megkülönböztetünk függőle-ges (Y), és vízszintes (X) erősítőt. Az ernyőn megjelenő ábra x vagy y irányú méretét, vagyis az eltérítés mértékét az erősítők előtti osztóval állíthatjuk be. A legnagyobb érzékenységet leosztás nélküli állapotban kapjuk. Ekkor a vizsgálható feszültség nagyságát az erősítés mér-téke határozza meg. Nagyobb feszültség esetén az erősítő bemenetére jutó feszültséget a kí-vánt mértékben leosztjuk.
Az osztó és a függőleges bemenet között AC/DC kapcsoló van. A vizsgálandó jelet mindig a függőleges erősítő bementére (YIN) kell csatlakoztatni, a vízszintes bemenetet (XIN) csak különleges célra használjuk.
Álló vagy szinkronizált ábrát akkor kapunk, ha az időlap-generátorral a vizsgált jelet mindig ugyanabban a fázishelyzetű pontban kezdjük rajzoltatni, vagyis a jelet abban a pilla-natban indítjuk el, amikor a vizsgált jelnél új periódus kezdődik. Erre való a szinkron- vagy triggeráramkör, amely vezérelhető az Y-erősítő jelével és valamilyen külső jellel.
Szinkronizáló-, trigger-áramkör:
Az időlap-generátor indításához meredek felfutású impulzus szükséges, amelyet a triggeráramkör állít elő az Y-erősítő jeléből vagy a külső szinkronbementre adott jelből. Kö-vetelmény, hogy az indítási szintet szabályozni lehessen, továbbá a pozitív és negatív indítást is megvalósítsa. Az indító tűimpulzust erősítés és formálás után differenciálással állítják elő.
A triggerjel forrását kiválasztó K1 kapcsolóról a jel egy elválasztó erősítőre jut. Kimene-ti feszültségének szabályozásával állítják be a triggerszintet, majd erősítik egy differenciáló erősítővel. Az erősítő kimenetéről két ellentétes fázisú jel vehető le, amelyek közül K2 kap-csolóval lehet választani. A jel alakja a kapcsoló kimenetén még megegyezik a K1 kapcsoló-val kiválasztott jel alakjával, a formálás csak ezután következik egy Schmitt-triggerrel, majd a kimenetén lévő differenciáló-áramkörrel.
Több jel egyidejű megjelenítése:
Erre a kétcsatornás oszcilloszkópok alkalmasak. A kétcsatornás azt jelenti, hogy egy-szerre két jel vizsgálható. Gyakrabban használják az elektronkapcsolós megoldást, amelynél a függőleges erősítőnek csak egy részét kell megkettőzni (AC/DC kapcsolót és a bemeneti csat-lakozót). A két csatorna jelét elektronikus kapcsoló felváltva kapcsolja a közös függőleges erősítőre olyan gyorsan, hogy a szemünk észre sem veszi.
Többsugaras oszcilloszkópokban a triggeráramkörhöz egy új kapcsoló tartozik, amely belső szinkron üzemmódban a szinkronjel forrását választja ki. Szinkronozni az A és B csa-torna jelével egyaránt lehet.
Áramkörei: katódsugárcső áramköre; függőleges erősítőrendszer; időlap-generátor; víz-szintes erősítőrendszer; triggeráramkörök; hitelesítőosszcillátor; elektronkapcsoló.
Méréstechnikai alkalmazás:
Feszültségek, frekvenciák, rezgések mérése. Erősítők kimeneti jeleinek vizsgálata. Négypólusok jelátviteli jellemzőinek meghatározása. Impulzusok tulajdonságainak mérése. Szabályzási tagok bemeneti és kimeneti jeleik közötti összefüggések vizsgálata.

CSOPORTOSÍTSA AZ ELEKTRONIKUS JELGENERÁTOROKAT AZ ELŐÁLLÍTOTT JELALAK ÉS A MŰKÖDÉSI FREKVENCIATARTOMÁNY SZERINT! RAJZOLJA FEL AZ EGYES CSOPORTOKBA TAR

Jelgenerátorok csoportosítása:
A jelgenerátorok elektronikus jelforrások. Működésük alapja elektronikus rezgéskeltő (Oszcillátor). A jelgenerátorokat az elektronikában passzív és aktív két- és négypólusok frek-vencia-átvitelének és –erősítésének mérésére használják. A frekvencia változtathatósága sze-rint lehet: állandó és szabályozható frekvenciájú.
Frekvencia szerint megkülönböztetünk:
- Infrafrekvenciás
- Hangfrekvenciás: 20Hz-20kHz
- Széles sávú
- Rádiófrekvenciás: 0,1-30MHz
- URH-TV
- Mikrohullámú
Jelalak szerint lehetnek:
- Szinusz-generátor
- Négyszög- és háromszög-generátor
- Impulzusgenerátor
- Zajgenerátor
Felhasználhatóság szerint:
- Hanggenerátor
- Szignálgenerátor
- Impulzusgenerátor
- Függvénygenerátor
- Zajgenerátor
Hanggenerátor:
Hangfrekvenciás erősítők és más négypólusok frekvencia-átvitelének és –erősítésének mérésére, hangszórók ellenőrzésére, valamint hidak táplálására használják. Jellemző frekven-ciatartománya 20Hz-20kHz.
Oszcillátor: a teljes frekvencia tartományt három sávra osztva fogja át. A sávokon belül a frekvencia folyamatosan változtatható. Az oszcillátorral szemben támasztott követelmény, hogy torzítása legyen kicsi és a frekvencia változtatása közben az amplitúdó csak ±1dB-nél kisebb mértékben ingadozzon. A feltételek legkönnyebben Wien-hidas oszcillátorral teljesít-hetők.
Folyamatos osztó: a kimeneti feszültség pontos beállítására való. Általában két lineáris potenciométer alkotja, amelyek egymással sorban vannak kapcsolva, és értékük jelentősen különbözik. A nagyobb a durva, a kisebb a finom szabályzó.
Erősítő: az erősítő 1…10W-os kiváló minőségű hangfrekvenciás teljesítményerősítőnek felel meg. Frekvencia-átvitele a kívánt tartományban csak 0,1…1dB-t ingadozhat, és torzítása nem haladhatja meg az oszcillátor torzítását. Ezt úgy érjük el, hogy a szükségesnél nagyobb teljesítményűre tervezzük, de teljes mértékben nem használjuk ki, és negatívan erősen vissza-csatoljuk.
Szakaszos osztó: a legkisebb impedanciájú illesztett kimenet táplál, a jelet 0,1…1mV-ig képes leosztani. A váltás 20dB-es lépésekben történik. A nagy leosztás miatt -kapcsolást használnak.
Feszültségmérő: a kimeneti feszültség mérésére általában nagyon egyszerű hangfrek-venciás feszültségmérőt használnak. Felhasználáskor előnyösebb az analóg rendszerű, mert ennek dB skálája is van, amely lehetővé teszi a kimeneti jel értékének közvetlen dB-es leolva-sását is.
Négyszöggenerátor:
A jelet közvetlen módszerrel, vagyis relaxációs oszcillátorral állítja elő. Ennek megfe-lelően astabil multivibrátorból, erősítőből és osztóáramkörökből áll.
Az astabil multivibrátor szimmetrikus felépítésű. A frekvenciasávokat a kapacitások cseréjével lehet kiválasztani, a sávon belüli hangolást együttfutó kettős potenciométerrel. A sok felharmonikus miatt széles sávú és kis kimeneti impedanciájú erősítő szükséges, amely az oszcillátortól a kimenetig DC csatolású.
Impulzusgenerátor:
A négyszög- és függvénygenerátoroktól abban különböznek, hogy a frekvencián és az amplitúdón kívül az impulzusszünet-arányt, vagyis a kitöltési tényezőt, sőt a kimeneti jel kés-leltetését is képesek szabályozni. Általános impulzus csak ilyen generátorokkal állítható elő.
A frekvenciát belső oszcillátor vagy külső generátor határozza meg, azonban jelalakja bármilyen lehet, a jelformáló áramkör tűimpulzussá alakítja. Ez lesz az alapjel, ezzel egyezik meg a kimeneti jel frekvenciája, és ehhez képest történik a késleltetés is.
Az elválasztó fokozatról ez a jel mindkét polaritással levehető, és az oszcilloszkópos mérésekhez szükség esetén felhasználható. A késleltető-áramkör az alapjel tűimpulzusának hatására Tk időtartamú impulzust ad, amelyből jelformáló áramkör a felfutás pillanatában ne-gatív, lefutáskor pedig pozitív tűimpulzust állít elő. Ezzel indítjuk az impulzusidőt meghatá-rozó áramkört, amelynek kimenetén Ti időtartamú impulzus jelenik meg. A multivibrátor kimeneti jeléből az erősítő és az osztó állítja elő a kívánt nagyságú és polaritású jelet a kime-netek számára.
Jelgenerátorok jellemzői:
- Frekvenciatartomány
- Frekvenciapontosság és –stabilitás
- A kimeneti feszültség nagysága, pontossága, állandósága
- A kimeneti feszültség terhelhetősége
- A kimeneti feszültség torzítása
- A kimeneti impedancia nagysága
- Modulálhatóság

RAJZOLJA FEL AZ ANALÓG MULTIMÉTER TÖMBVÁZLATÁT! ISMERTESSE AZ EGYENFESZÜLTSÉG-MÉRŐ ÉS A MÉRŐÁTALAKÍTÓK KAPCSOLÁSI MEGOLDÁSAIT! ÉRTELMEZZE AZ ANALÓG MU

Analóg multiméter felépítése:
Az elektronikában leggyakrabban használt műszerek az univerzális feszültségmérők vagy multiméterek. Megoldástól függően mérnek:
 Egyenfeszültséget;
 Váltakozó feszültséget legfeljebb néhány MHz-ig;
 Ellenállást;
 Egyenáramot;
 Váltakozó áramot;
Tartozékokkal:
 Nagyfrekvenciás feszültséget 1-2 GHz-ig;
 Egyenáramú nagyfeszültséget 30 kV-ig.
A felsorolás a kialakítások gyakoriságát is kifejezi. A legtöbb multiméter csak az első három (esetleg négy) mennyiség mérésére alkalmas, de egyes különleges megoldásokkal minden felsorolt mennyiséget mérnek.
A műszer alapja az egyenfeszültség-mérő. Ezt egészítik ki a többi mennyiség mérésére alkalmas áramkörök és tartozékok. Emiatt fontosabb jellemzői (bemeneti ellenállás, mérési tartomány stb.) is az előzőekben megismert egyenfeszültség-mérőével egyeznek.
Az üzemmódválasztó kapcsoló első két állása (+;-) egyenfeszültség mérésekor polaritásváltásra alkalmas. Ha a mért egyenfeszültséget téves polaritással csatlakoztattuk volna, nem kell a mérővezetékeket levenni és felcserélés után újra csatlakoztatni, elegendő a kapcsolót átváltani. Az egyenfeszültség-mérő hitelesítésére a P1 trimmerpotencióméter szolgál.
Váltakozó üzemmódban az egyenfeszültséget mérő műszer elé egyenirányítót iktatnak (mérés közvetlen módszerrel). Ebben az állásban a rendszer P2-vel hitelesíthető.
A következő üzemmódban a műszer ellenállást mér, amire az elektronikában rendkívül nagy szükség van. Ebben az állásban nemcsak az ellenállás értéke ellenőrizhető 1-5% pontossággal, hanem a zárlatok és szakadások helye is könnyen meghatározható, sőt diódák és tranzisztorok hibái is megállapíthatók. Az ellenállás méréséhez U0 segédfeszültség szükséges, amelynek értéke idővel változhat. Korrigálására – lényegében az ellenállásmérő hitelesítésére – való a P3 potenciométer, amely forgatógombbal a műszer előlapján állítható.
Néhány műszer áramerősség mérését teszi lehetővé, sőt ebben az üzemmódban külön csatlakozó szükséges.
Oszcilloszkópokban, monitorokban és tévékészülékekben 1-30 kV-os egyenfeszültség is előfordul, amelyet valamilyen módon mérni szükséges. Az univerzális feszültségmérő ezt a feladatot kiegészítő előtét-ellenállással oldja meg, amely a műszer tartozékaként ún. nagyfeszültségű mérőfejet alkot, és amely a mérési tartományt egészen 30 kV-ig növeli.
Analóg multiméter áramkörei:
A váltakozófeszültség-mérő rész: a műszer, váltakozó feszültséget közvetlen módszerrel mér, az egyenirányító a bemenet és az egyenfeszültség-mérő rész között önálló egységet alkot. Ebben az üzemmódban a műszer legkisebb méréshatára általában 1 V, a legnagyobb 300V.
Általában csúcs-egyenirányítót alkalmaznak, amelyben szilícium- és vákuumdióda egyaránt lehet. Szilíciumdióda esetén csak néhány kHz-ig, vákuumdióda esetén 5-20 MHz-ig mér. Még akkor is, ha az egyenirányító a műszer házán belül helyezkedik el, és mérővezetékkel kell csatlakozni a mért áramkörhöz.
Nagyobb frekvenciájú jelek mérésére is alkalmas műszereknél a mérő-egyenirányító a műszer házán kívül mint nagyfrekvenciás mérőfej helyezkedik el, de más megoldásokban beépített egyenirányító és külső nagyfrekvenciás mérőfej is van, és ekkor a műszerrel néhány Hz-től több GHz-ig lehet mérni.
A csúcs-egyenirányítónál a csúcsérték és az effektív érték közötti -es korrekciót közelítő pontossággal az egyenirányítóban lévő soros ellenállás és az egyenfeszültség-mérő bemeneti ellenállása által alkotott osztó végzi el, a rendszer a P2 potenciométerrel hitelesíthető.
Az ellenállásmérő rész: ellenállás mérésére a műszerek többsége a feszültségmérő módszert használja. Ennek lényege: az ismeretlen RX ellenállásból és egy nevezetes értékű RN ellenállásból feszültségosztót készítenek, amelynek bemenetére egységnyi feszültséget adnak, és az osztó kimeneti feszültséget feszültségmérővel mérik.

Az árammérő rész: ilyen szolgáltatása csak kevés műszernek van, ugyanis jó minőségű árammérő univerzális feszültségmérővel nehezen készíthető. A tömbvázlata szerint áramerősség mérésekor külön bemenetre kell csatlakozni. Ide kapcsolódnak a méréshatárváltó kapcsolóval kiválasztható söntellenállások is. A mutató kitérése arányos a söntön kialakuló feszültséggel, vagyis a söntön átfolyó árammal, ezért a feszültségmérő skálája áramerősség mérésekor is használható.
Analóg egyenfeszültség-mérők felépítése:
Az egyenfeszültség-mérő a leggyakrabban használt műszer, azonban olyan változata, amely csak egyenfeszültség mérésére alkalmas, rendkívül ritka. Néhány egyszerű áramkörrel kiegészítve sokoldalú univerzális feszültségmérővé alakítható.
A műszer jellemző méréshatárai 1, 2, 10, 30, 100, 300 és 1000 V, de ritkán a 0,01 V-os és a 0,1 V-os méréshatár is előfordul. A kijelzője 20…1000 A alapérzékenységű lengőtekercses műszer, amelyen a méréshatárokhoz igazodó 100-as és 30-as osztású skála van, ezáltal nem kell műszerállandót számítani, a leolvasás és a mért értek megállapítása egyszerű.
Analóg egyenfeszültség-mérők áramkörei:
Feszültségosztó: a műszer bemenetén a méréshatárok előtét-ellenállásokkal vagy feszültségosztóval válthatók. A mai FET-es bemenetű mérőerősítők bemeneti ellenállása kellően nagy, ezért gyakoribb a feszültségosztós megoldás.
Váltakozófeszültség-szűrő: ha a műszerrel olyan feszültséget mérünk, amelynek nagy váltakozó összetevője is van, vagy mérés közben a bemenetére a környezetből túl nagy 50 Hz-es hálózati feszültség kerül, akkor a választott méréshatárban az erősítő túlvezérlődik, és emiatt a kijelző hibás értéket mutat. A váltakozó komponens hatását legegyszerűbben alulátersztő szűrővel csökkenthetjük.
Mérőerősítő: a mérőerősítő a műszer legfontosabb része. Követelmény, hogy bemeneti ellenállása az osztó ellenállásánál sokszorta nagyobb legyen, az erősítő s hőmérséklet és a tápfeszültség ingadozásira ne változzon. Erre legjobb a differenciálerősítő, amely két teljesen azonos erősítőlemezt tartalmaz. Legegyszerűbb esetben a műszer a kimeneti körben helyezkedik el, mert akkor az erősítés nagy.
Védőáramkörök:
 Zéner-diódás védelem
 Ellenpárhuzamos diódás védelem az erősítő bemenetén, kimenetén

RAJZOLJA FEL A STABILIZÁLT TÁPEGYSÉGEK TÖMBVÁZLATÁT ÉS ISMERTESSE AZ EGYES RÉSZÁRAMKÖRÖK FELÉPÍTÉSÉT, MŰKÖDÉSÉT! MAGYARÁZZA EL A DISZKRÉT ALKATRÉSZEKB

Stabilizált tápegység:
- Hálózati transzformátor: a hálózati feszültséget ez egyenirányító számára szükséges értékre változtatja. Ha az egyik tekercsre váltakozó feszültséget kapcsolunk, a létre-jövő váltakozó áram fluxusváltozást idéz elő, amely a másik tekercsben indukált vál-takozó feszültséget hoz létre. A bementi oldalon lévő tekercset primer tekercsnek, a kimeneti oldalon lévőt pedig szekunder tekercsnek nevezzük.
- Egyenirányító: a bementére kapcsolt váltakozó feszültséget egyenirányítja (szűret-len egyenfeszültséget állít elő).
- Szűrő áramkör: feladata az egyenirányított feszültség ingadozásainak csökkentése és a váltakozó áramú összetevők kiszűrése. Lehet pufferkondenzátor, RC és LC szű-rő.
- Stabilizátor: a stabilizált tápegységekben alkalmazzák, feladata a kimeneti áram vagy feszültség stabilizálása.
o Feszültség stabilizátor: olyan áramkörök, amelynek feladata, hogy egy fogyasztó feszültségét állandó értéken tartsa a tápfeszültség, a terhelő-áram és a környezeti hőmérséklet változása esetén. Két fajtája van:
 soros stabilizátor: a szabályzó elem a terheléssel sorosan van kap-csolva
 párhuzamos stabilizátor: a szabályzó elem a terheléssel párhu-zamosan van kapcsolva

o Áram stabilizátorok: olyan négypólus típusú áramkörök, amelynek fel-adata, hogy egy adott terhelésen átfolyó áramot a bemeneti feszültségtől, a terhelő ellenállás nagyságától és a környezeti hőmérséklet változásától függetlenül állandó értéken tartson.
Zener diódás elemi feszültség-stabilizátor: lásd 5. A tétel
Áteresztő tranzisztoros feszültségstabilizátor:
Egy közös kollektoros alapkapcsolásnak felel meg, amelynek az egyik munkapont-beállító eleme egy Zener-dióda, az emitter-ellenállás szerepét, pedig az Rt terhelő-ellenállás tölti be. Az R1 ellenállás és a Zener-dióda elemi stabilizátort alkot.

A terhelő áram azonos az emitter árammal és megváltozása a bázis áram és a bázis-emitter feszültség megváltozását okozza. A bázisáram megváltozása változtatja az elemi sta-bilizátor terhelőáramát, a bázis-emitter feszültség megváltozása, pedig a tranzisztor áteresztő-képességét befolyásolja. A két jelenség a kimeneti feszültség változását eredményezi.
Integrált feszültségstabilizátor:
Visszacsatolással és soros szabályzó elemmel rendelkező feszültség-stabilizátoroknak tekinthetők. Az első generációs integrált feszültségstabilizáló áramkörök jellegzetessége, hogy minden belső áramköri egység bemenete és kimenete a felhasználó számára hozzáférhe-tő. Ezek a típusok kis teljesítményű, több mint három kivezetéses tokozásban kerülnek for-galmazásra.
A második generációs integrált feszültség-stabilizátorok több előnyös tulajdonsággal rendelkeznek az előző típushoz képest: beépített túláramvédelem, beépített frekvenciakom-penzálás, az alkalmazásokban maximum három külső diszkrét elem beépítését igénylik, ma-ximális terhelőáramuk amper nagyságrendű.
Kapcsoló üzemű feszültségstabilizátor:
Felépítés szempontjából három fő részből áll:
 Teljesítmény-kapcsoló: általában egy tranzisztor vagy tirisztor
 Szűrő: aluláteresztő karakterisztikája van és a kimeneti feszültség időbeli közép-értékét képzi
 Vezérlőegység: feladata a teljesítménykapcsoló vezérlése és a kimeneti feszült-ség stabilizálása
A kapcsoló periodikusan zár viszonylag magas frekvenciával. A teljesítménykapcsoló kimenetén négyszögjel alakú feszültségimpulzusokat kapunk, amelyek amplitúdója közelítően megegyezik a bemeneti feszültség amplitúdójával. Kitöltési tényezője olyan, hogy időbeli középértéke megegyezzen a kívánt stabilizált feszültség értékével.
Az LC szűrő feladata, hogy elektromos energiát tároljon, amíg a teljesítménykapcsoló zár, és a tárolt energiát az Rt terhelésének leadja, miközben a teljesítménykapcsoló kinyit. A stabilizátor legfontosabb egysége a vezérlőegység. A kapcsolójel előállítását két modul végzi: referencia-feszültséggel ellátott szabályzó és az impulzusszélesség-modulátor.
A felerősített hibajelet a következő egységek állítják elő: referencia-feszültségforrás, kimeneti feszültségfigyelő áramkör, különbségképző és erősítő áramkör. A impulzusszéles-ség-modulátor fűrészgenerátorból és komparátorból áll. A komparátor által bekapcsolt telje-sítménykapcsoló vezetési ideje, a hibajel előjelétől és nagyságától függően változik.
A stabilizátor fő hátránya, hogy a kapcsoló üzemű működés erős rádiófrekvenciás zavart okoz. A megfelelően magas kapcsolási frekvencia és a megfelelő árnyékolás alkalmazása hatékonyan csökkenti ezeket a zavaró hatásokat.

ÉRTELMEZZE AZ IMPULZUSOK JELLEMZŐIT! CSOPORTOSÍTSA A JELFORMÁLÓ ÁRAMKÖRÖKET, ISMERTESSE FELÉPÍTÉSÜKET ÉS MŰKÖDÉSÜKET! RAJZOLJON FEL NEM SZINUSZOS JELE

Impulzusok jellemzői:
Az impulzus olyan áram, vagy feszültség melynek értéke két nyugalmi állapot között ugrásszerűen változik.
Az elektronikus áramkörök állapotának bármilyen megváltozása berezgési és lecsengési folyamatokkal jár együtt, amelyek hatása a jel időtartamához képest vagy elhanyagolható, vagy nem hanyagolható el. Ennek következtében a valóságban csak bizonyos pontossági hatá-rok között léteznek szabályos impulzusalakok.
Paraméterek:
- Amplitúdó (Umax)
- Periódusidő (TA): a 0,1*Umax amplitúdó értékhez tartozó időtartam
- Impulzus idő (Ti): a 0,5*Umax amplitúdó értékhez tartozó idő
- Felfutási idő (Tf): azon időtartam, amíg az impulzus amplitúdója 0,1*Umax ér-tékről 0,9*Umax értékre változik
- Lefutási idő (Tl): azon időtartam, amíg az impulzus amplitúdója 0,9*Umax érték-ről 0,1*Umax értékre csökken
- Felfutási meredekség (vf): a felfutási idő alatt bekövetkezett amplitúdó változás:
- Lefutási meredekség (vl): a lefutási idő alatt bekövetkezett amplitúdó változás:
- Tetőesés (ε2): az Ut és Umax viszonya %-ban kifejezve:
- Túllövés (ε1): az Uε és Umax viszonya %-ban kifejezve:
- Kitöltési tényező (k): az impulzusidő és a periódusidő viszonya:
Differenciáló négypólus:
Feltételezzük, hogy a kezdeti időpillanatban a kondenzátor töltetlen. A négyszögimpul-zus értéke t=0 időpillanatban 0 V-ról egy pozitív U értékre változik. A kondenzátor rövidzár-ként viselkedik, mivel nem tudja követni a feszültség gyors változását, így a teljes U feszült-ség megjelenik az ellenálláson. A kondenzátor a töltőáram hatására elkezd töltődni az ellenál-láson pedig csökken a feszültség. A kondenzátor töltési folyamata exponenciális görbével írható le, aminek következtében az ellenálláson folyó áram exponenciális változású feszült-séget hoz létre. A kondenzátor töltődésének, valamint az ellenálláson eső feszültség csökke-nésének sebességét az RC szorzat értéke határozza meg. Ezt a szorzatot időállandónak nevez-zük:.
A négyszögimpulzus értéke t1=0 időpillanatban az U értékről 0 V-ra változik. A kon-denzátor kisül, de mivel ez a folyamat olyan gyors mint az impulzus változási sebessége, az impulzus lefutó éle megjelenik az ellenálláson. A kondenzátor exponenciális kisülési folya-matának megfelelően az ellenálláson is változik a feszültség.
Integráló négypólus:
Feltételezzük, hogy a kezdeti időpillanatban a kondenzátor töltetlen. A négyszögimpul-zus felfutó élének megjelenésekor a kondenzátor rövidzárként viselkedik és kivezetésein 0V feszültség alakul ki. A kondenzátor fokozatosan feltöltődik és rajta közel U feszültség lesz mérhető. A négyszögjel lefutó élének megjelenésekor az előző folyamat fordítva játszódik le. A kondenzátor töltődésének illetve az ellenálláson eső feszültség csökkenésének a sebességét itt is az RC szorzat határozza meg.
Differenciáló négypólus Integráló négypólus
Differenciáló négypólus ki- és bemeneti jellemzői Integráló négypólus ki- és bemeneti jellemzői
Diódás vágóáramkörök:
Olyan impulzusformáló négypólusok, amelyek az impulzusok amplitúdó-határolását va-lósítják meg. Ezekben az áramkörökben a dióda kapcsolóelemként működik. A nyitóirányban előfeszített félvezető dióda úgy viselkedik, mint egy kis értékű ellenállás, a záróirányban elő-feszített dióda, pedig mint egy nagy értékű ellenállás.
Diódás vágóáramkör Diódás vágóáramkör
Astabil billenőkapcsolás:
Egyetlen stabil állapottal sem rendelkezik, négyszögfeszültséget állít elő. Feltételezzük, hogy a T1 tranzisztor vezet, a T2 zárva van. A C2 kondenzátor az R2 ellenálláson keresztül töltődik. Amikor a kondenzátor feszültsége eléri a T2 tranzisztor nyitófeszültségét, a T2 kinyit és lezárja a T1 tranzisztort. Vagyis az áramkör átbillen a másik állapotába.
A T2 tranzisztor csak addig vezet, amíg a C2 kondenzátor az R1 ellenálláson keresztül nem töltődik fel annyira, hogy a T1 tranzisztort kinyissa. Ha a T1 tranzisztor kinyit, lezárja a T2-t és az áramkör újra átbillen.
A kapcsolás folyamatosan a két állapot között billeg. Az időtartamok az időzítő elemek értékétől függenek:;.
Astabil billenőfokozat Feszültség-idő ábra
Bistabil billenőkapcsolás:
Bistabil multivibrátornak, vagy flipflopnak is nevezik. Két stabil állapota van. A kime-net állapota csak akkor változik, ha az átbillenési folyamatot egy bemeneti jel kiváltja.
Monostabil billenőkapcsolás:
Egyetlen stabil állapota van, azaz bemeneti vezérlőimpulzus nélkül a kimeneti feszült-ség egy rögzített értéken marad. Ha egy külső vezérlőjellel a másik állapotába billentjük, ezt az állapotát csak meghatározott ideig tartja meg, majd visszabillen stabil állapotába.
Schmitt-trigger:
Olyan bistabil billenőkör, melynek kimeneti jele a bemeneti jel amplitúdójának nagysá-gától függ. Ez az áramkör egy küszöbérték kapcsoló. A billenések nem ugyanazon a feszült-ségszinten következnek be. Ezt a jelenséget az áramkör hiszterézisének nevezzük.

ISMERTESSE A SZINUSZOS JEL ELŐÁLLÍTÁSÁNAK MÓDJÁT ÉS AZ OSZCILLÁCIÓ FELTÉTELEIT! RAJZOLJON FEL R-C ÉS L-C OSZCILLÁTOR KAPCSOLÁSOKAT, ELEMEZZE MŰKÖDÉSÜK

Oszcillátorok működési elve és felépítése:
Az oszcillátorok vagy rezgéskeltők olyan elektronikus áramkörök, amelyek egyenáramú energiát felhasználva csillapítatlan periodikus elektromos feszültséget vagy áramot állítanak elő. Az előállított periodikus jel alakja lehet: nem szinuszos, összetett, nagy felharmonikus tartalmú jel; szinuszos időbeli lefolyású.
A szinuszos elektromos rezgéseket előállító áramköröket harmonikus, vagy szinuszos oszcillátoroknak nevezzük. Bármilyen oszcillátornál szükség van egy frekvencia-meghatározó elemre, amely megszabja az előállított rezgés frekvenciáját és a frekvencia időbeli stabilitását. Ha egy feltöltött kondenzátor energiája egy induktivitáson keresztül kisül, csillapított elekt-romos rezgések keletkeznek, amelyek frekvenciája:.
A rezgőkör energiatartalma a veszteségek következtében folyamatosan csökken. A rez-gések fenntartása csak úgy lehetséges, ha a rezgőkör egy aktív elem áramkörébe kerül, amely képes a veszteségek kompenzálására: negatív ellenállású karakterisztika-szakasszal rendelke-ző elem alkalmazásával; pozitív visszacsatolással ellátott erősítő felhasználásával.
Oszcillátorok működési elve és felépítése:
Pozitív visszacsatolás esetén egy erősítő eredő erősítése növekszik a visszacsatolás-mentes állapothoz képest:, ahol az Au az eredeti erősítő erősítése és Auv a visszacsatolt rend-szer erősítése. Ha a hurokerősítés értéke megközelíti az egyet (, az erősítés nagysága az előbbi összefüggés szerint végtelen nagy értékűvé válik. Ez a gyakorlatban azt jelenti, hogy a vissza-csatolt erősítő a érték elérésekor bemeneti jel nélkül is szolgáltat kimeneti jelet.
LC oszcillátorok:
Az LC oszcillátorok frekvencia-meghatározó eleme egy LC-kör; a rezgőkör csillapítá-sának kompenzálását egy erősítő biztosítja. Az LC oszcillátorokat főleg magas frekvenciás tartományokban alkalmazzák, mivel alacsony frekvencián a szükséges kapacitások és induk-tivitások nagyon nagyok. A nagy jósági tényezőjű rezgőkörök a nagyfrekvenciás technikában könnyen megvalósíthatók. Ebben az esetben a rezgőkör feszültsége igen szélsőséges működé-si feltételek mellett is szinuszos.
Meissner-oszcillátor: jellegzetessége, hogy transzformátoros visszacsatolással működik, és a frekvencia-meghatározó elem a primer tekercsel párhuzamosan kapcsolt kondenzátorral kialakított rezgőkör. A rezgőkört alkotó L tekercs és C kondenzátor képviseli a váltakozó áramú munkaellenállást. A maximális kimeneti feszültség, a tranzisztor kollektorán rezonan-ciafrekvencián lép fel:.
A pozitív visszacsatolás megvalósítására a kimeneti feszültség egy bizonyos részét az L2 tekercsel lecsatolják, és az RV, CV soros tagon keresztül visszavezetik a tranzisztor bázisára. A visszacsatolási tényezőt a visszacsatoló tekercs (L2) és a rezgőköri tekercs (L) menetszámará-nyával, a csatolás nagyságával és az RV ellenállás változtatásával állíthatjuk be.
Hartley-oszcillátor: a közös emitteres kapcsolásban működő, bipoláris tranzisztorból épül fel. Az oszcillátor különlegessége, hogy a rezgőkörhöz a tekercs három ponton kapcso-lódik. A rezgőkör induktivitását megosztva alakítunk ki harmadik csatlakozási pontot. Az L és C elemekből álló rezgőkör határozza meg a rezonanciafrekvenciát és az oszcillátor kimene-ti feszültségének a frekvenciáját.
Colpitts-oszcillátor: a pozitív visszacsatolás nagyságát kapacitív feszültségosztó hatá-rozza meg. A visszacsatolás annál nagyobb, minél nagyobb Cb, Ca-hoz viszonyítva. A hango-lókapacitás értéke:.
RC oszcillátorok:
Kisfrekvenciás tartományban olyan oszcillátorokat alkalmaznak, amelyekben RC háló-zatok határozzák meg a rezgési frekvenciát, kiküszöbölve a nagy értékű és mértékű induktivi-tásokat. Előnyük az LC oszcillátorokhoz viszonyítva, hogy sokkal szélesebb frekvenciatarto-mányt képesek lefedni egy adott Cmax/Cmin arány esetén.
Fázistolós RC oszcillátor: a berezgés fázisfeltételét, vagyis a 180°-os fáziseltolást há-rom RC tag hozza létre egy bizonyos frekvencián. Ahhoz, hogy a berezgés bekövetkezzen, a csillapítást erősítéssel kell ellensúlyozni, méghozzá akkora erősítéssel, mint amekkora a csil-lapítás. Az oszcilláció frekvenciája olyan értékű lesz, amelynél az RC tagokból álló lánc pon-tosan 180°-os fázist fordít.
A berezgési frekvencia értéke három, azonos elemekből álló (), fázistoló láncnál:.
Mindkét kapcsolás a kapu ill. a bázis-karakterisztika görbültségét használja fela kimene-ti jelszint szabályozására.
Bipoláris tranzisztorral Térvezérlésű tranzisztorral
Wien-hidas RC oszcillátor: a híd kimeneti feszültsége rezonanciafrekvencián nulla. Eb-ben az esetben a Wien-híd nem használható visszacsatoló hálózatként, mivel az erősítő beme-netére nem jut feszültség. Az oszcillátoroknál ezért a Wien-hidat kismértékben kiegyenlítet-lenné teszik és az R3, R4 frekvenciafüggetlen osztó megválasztásával az erősítő bemenetére jutó jel szabályozható. Ha a frekvenciafüggetlen osztó osztásarányát a kimeneti jelszinttől függővé tesszük, hatékony szintszabályozás valósítható meg.
A pozitív visszacsatolást a Wien-híd R1C1, R2C2 elemeivel valósítják meg, amelyek a rezgési frekvenciát is meghatározzák. A negatív visszacsatoló hálózat feladata a rezgési amp-litúdó határolása és stabilizálása. Az itt található R4 változtatható ellenállástól függ a létreho-zott rezgések amplitúdójának nagysága. Ha R1=R2=R és C1=C2=C, a kapcsolás rezgési frek-venciája a következő összefüggéssel határozható meg:. A berezgési feltétel akkor teljesül, amikor:. Az oszcillátor rezgési frekvenciáját folyamatosan tudjuk változtatni egy kettős po-tenciométer alkalmazásával, vagy a fokozatokban a C1 és C2 kapacitások értékének átkapcso-lásával.

ISMERTESSE AZ EGYENFESZÜLTSÉG ERŐSÍTÉSÉNEK PROBLÉMÁIN KERESZTÜL AZ INTEGRÁLT MŰVELETI ERŐSÍTŐK FELÉPÍTÉSÉT ÉS JELLEMZŐ RÉSZÁRAMKÖREIT! RAJZOLJA FEL A

Felépítés:

A bemeneti fokozatban egy differenciálerősítő helyezkedik el. Feladata az eredő áram- és feszültségdrift kis szinten tartása a bemeneten. Két szimmetrikus erősítőfokozatból épülnek fel. A következő fokozatban fázisösszegzőt helyeznek el, ami a differenciálerősítő szimmetri-kus kimeneti jelét aszimmetrikussá alakítja át. Ezt az aszimmetrikus jelet szintillesztés után egy újabb feszültségerősítő fokozat erősíti megfelelő szintre. A kimeneten elhelyezkedő vég-erősítő fokozat egy újabb szinteltoló fokozaton kapja a vezérlőjelet. Az újabb integrált műve-leti erősítők kimenetét a túlterhelés ellen áramkorlátozó elektronika védi.
A „-” jellel jelölt bemenetet invertáló vagy fázisfordító bemenetnek nevezik, mivel erre a bemenetre kapcsolt feszültség a kimeneten fordított polaritással, illetve 180°-os fázistolás-sal jelenik meg. Az erősítő az invertáló bemenetére kapcsolt feszültséget felerősíti és invertálja.
A „+” jellel jelölt bemenetet neminvertáló vagy fázist nem fordító bemenetnek neve-zik, mivel a rákapcsolt feszültség azonos polaritással, illetve azonos fázishelyzetben jelenik meg a kimeneten. Az erősítő neminvertáló bementére kapcsolt feszültséget felerősíti, de nem invertálja.
Működés szempontjából a műveleti erősítő a vonatkoztatási ponthoz képest szimmetri-kus tápfeszültséget igényel. Ha a műveleti erősítő két bemenetére különböző feszültséget kapcsolunk, akkor a kimeneten a két feszültség felerősített különbsége jelenik meg.
Ideális műveleti erősítő
Nem invertáló alapkapcsolás:
A bemeneti jel ebben az esetben a nem invertáló bemenetre van kapcsolva, és fá-zisfordítás nélkül felerősítve jelenik meg a kimeneten. A műveleti erősítő negatív vissza-csatolással van ellátva, amelyet az R1, R2 ellenállásokból álló osztó alkot.
Az erősítés pozitív előjele azt mutatja, hogy az áramkör a felerősített jel fázisát nem for-dítja meg. Mivel értékét csak a visszacsatoló hálózatban lévő ellenállások határozzák meg.
Egy különleges nem invertáló erősítő kapcsolás a feszültségkövető. Ez egy olyan nem invertáló erősítő, amelyben R2=0 és R1=∞. Ennek megfelelően Auv=1, vagyis a kimeneti jel reprodukálja a bemeneti jelet. Előnye ennek a kapcsolásnak, hogy a bemeneti jelet magas im-pedancián fogadja, és alacsony impedancián áll rendelkezésre a kimeneten.
Invertáló alapkapcsolás:
A bemeneti jelet az invertáló bemenetre kapcsoljuk és a kimeneten egy olyan fel-erősített kimeneti feszültség jelenik meg, amelynek fázishelyzete ellentétes a bemeneti feszültség fázisával.
Feszültségerősítés: ezekből az egyenletekből következik:
Bemeneti ellenállás:
Kimeneti ellenállás:
Alkalmazások: I-tag, D-tag, felüláteresztő szűrő, aluláteresztő szűrő

ISMERTESSE A TELJESÍTMÉNYERŐSÍTŐKÉNT HASZNÁLT TRANZISZTOROK KIVEZÉRLÉSÉNEK KORLÁTAIT, AZ ERŐSÍTŐOSZTÁLYOKAT ÉS AZOK JELLEMZŐIT! RAJZOLJON FEL TELJESÍT

Tranzisztor vezérlése sztatikus üzemmódban:
A munkapont beállításához meghatározott egyenfeszültséget kell vezetni a tranzisztor kimeneti és bemeneti kapcsaira. A kapcsokkal sorba kapcsolt ellenállások szablyák meg a bemeneti és kimeneti körben folyó egyenáram nagyságát. Ha el akarjuk kerülni a nagy ampli-túdójú váltakozó áramú jelek torzulását, a munkapontot a jelleggörbe egyenes szakaszának közepére kell helyezni. Ilyenkor képes a tranzisztor a legnagyobb bemenőjelet lineárisan fel-dolgozni. Ez a beállítás biztosítja a legnagyobb kimenőjelet, tehát a legnagyobb kivezérelhe-tőséget is.
Elvi kapcsolás Jelleggörbék
Annak függvényében, hogy a tranzisztor munkapontja vezérlés nélküli állapotban a ka-rakterisztika melyik szakaszán helyezkedik el, a következő beállításokat különböztetjük meg:
- A osztályú beállítás: a munkapont a karakterisztika lineáris szakaszán van el-helyezve (MA) és vezérlés alatt a lineáris szakaszon mozog. A tranzisztor mű-ködése lineárisnak tekinthető.
- B osztályú beállítás: a munkapont (MB) a jelleggörbe zárási pontjában van. A tranzisztor működése csak az egyik félperiódusban tekinthető lineárisnak.
- AB osztályú beállítás: a munkapont (MAB) az A- és B osztályú beállításnak megfelel két munkapont között helyezkedik el. A tranzisztoron a fél periódus-időnél hosszabb ideig folyik áram vezérlés esetén.
- C osztályú beállítás: a munkapont (MC) a jelleggörbe zárási szakaszán helyez-kedik el. A tranzisztoron a fél periódusidőnél rövidebb ideig folyik áram vezér-lés esetén.
A tranzisztor munkapont-beállítása
Teljesítmény-tranzisztor kivezérlésének korlátai:
Teljes kivezérlésnek nevezzük a tranzisztor telítődéséig és lezárásáig történő vezérlését. A munkapont és a kivezérlés megválasztásának korlátai:
- Legnagyobb veszteségi teljesítmény (PDmax vagy Ptot) hiperbolája (kollek-tor disszipációs hiperbola). Ez a környezeti hőmérséklettől és a hőelveze-téstől függ.
- Legnagyobb kollektor-feszültség (UCEmax), amelyen túl már a letörés kö-vetkezik
- Legnagyobb kollektoráram (ICmax), amely fölött megnő a torzítás
- Telítési tartomány, amely kisebb feszültségeken a kivezérelhetőséget kor-látozza
- Lezárási tartomány, amely kis áramerősségek esetén határt szab a kivezér-lésnek
A-osztályú teljesítményerősítő:
Az alacsony hatásfok miatt viszonylag kis jelteljesítmény előállítására alkalmazzák. Na-gyon kis torzítása miatt, nagyobb teljesítményű fokozatok vezérlésére használják.
Ellenütemű teljesítményerősítő:
Két teljesítménytranzisztort két egyenlő nagyságú de fázisban 180°-kal eltérő feszültség vezérli. Ebben az esetben hol az egyik, hol a másik tranzisztor vezet, miközben a másik lezárt állapotban van. A vezérlésnek ellenütemben kell bekövetkeznie, így a terhelésen egy-egy tranzisztor váltakozó áramának a kétszerese jelenik meg. Az ilyen teljesítményfokozatok csak alacsony minőségi követelményeket képesek kielégíteni a transzformátoros csatolások miatt. Olyan helyeken alkalmazzák, ahol a rendelkezésre álló tápfeszültség túl kicsi (zsebrádiók).
Komplementer teljesítményerősítő:
A megvalósításnál alkalmazott két tranzisztor ellentétes réteg-elrendezésű. Ebben az esetben nincs szükség a bemeneti fázisfordító transzformátorra, mivel a vezérlőjel pozitív félperiódusa az NPN, negatív félperiódusa a PNP tranzisztort nyitja ki és vezérli.
Működés:
- Ha nincs vezérlőjel, mindkét tranzisztor lezár, ezért az áramkör nem vesz fel egyenáramú teljesítményt
- A vezérlőjel pozitív félperiódusában T1 nyit (T2 lezár), a terhelésen a vezérlőjel nagyságától függő I1 áram folyik
- A vezérlőjel negatív félperiódusában T2 nyit (T1 lezár), a terhelésen a vezérlőjel nagyságától függő I2 áram folyik
A teljesítménytranzisztorok munkapontját a D1 és D2 nyitóirányban polarizált diódák ál-lítják be. A diódák kis értékű differenciális ellenállása váltakozó áramú szempontból gyakor-latilag rövidre zárja a két tranzisztor bázisát. Az áramkör stabilitását az R5 ellenállással meg-valósított negatív visszacsatolás is növeli, ami hatékonyan csökkenti a fellépő torzításokat.

ISMERTESSE A BIPOLÁRIS ÉS TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROKBÓL FELÉPÍTETT DIFFERENCIÁLERŐSÍTŐ KAPCSOLÁSI MEGOLDÁSAIT, A MUNKAPONT-BEÁLLÍTÁS MÓDJÁT ÉS A KISJE

Differenciál erősítő:
A műveleti erősítők bemeneti fokozati az eredő áram- és feszültségdrift lehetőleg kis szinten tartására a bemeneten differenciál fokozatokat alkalmaznak. A differenciálerősítők két szimmetrikus erősítőfokozatból épülnek fel.
Bipoláris tranzisztorral Térvezérlésű tranzisztorral
A tranzisztorok bázisa (FET-nél a kapuelektródái) képezi a földhöz képest a szimmetri-kus bemeneti pontokat. A szimmetrikus kimeneti feszültség (Ukis) a két kollektor (FET-nél a két drain-elektróda) között jelenik meg. A differenciálerősítő ideálisnak tekinthető, ha a két tranzisztor paraméterei és a megfelelő ellenállások tökéletesen egyformák, tehát felépítésé-ben és tulajdonságaiban szimmetrikus a kapcsolás.
A valóságos differenciálerősítők esetén is a szimmetrikus felépítésre törekszünk, de a tökéletes szimmetria csak megközelítő. Azonos bemeneti feszültség beállítása nem eredmé-nyez azonos kollektoráramot. A nemkívánatos aszimmetria miatt nulla bemeneti jelnél is Ukis≠0. Ennek a kompenzálása ellentétes aszimmetria létesítésével lehetséges, amelyet nullá-zásnak, vagy ofszetkiegyenlítésnek nevezünk.
Differenciálerősítő nullázási lehetőségei
Differenciális vezérlés:
A két bázist, illetve vezérlőelektródákat a földhöz képest különböző jelek vezérli. Töké-letes szimmetriát feltételezve, a két tranzisztor áramainak változása is azonos nagyságú és fázisú, azonosan változik tehát a két kollektor potenciálja is. Ezért szimmetrikus kimeneti jel nincs:.
Differenciálerősítő vezérlése
Feltételezzük, hogy a differenciálerősítőt az Ube1 és Ube2 feszültségek vezérlik. A két bemeneti feszültséget mindig felbonthatjuk egy Ubek közös módusú és egy Ubes szimmetrikus (differenciális) feszültség-összetevőre:,. Ebből a szimmetrikus és a közös módusú bemeneti feszültség:,.
A bemenetekre kapcsolt vezérlő jelek hatására a kimeneteken keletkező feszültségek is két összetevőkre bonthatók. A tranzisztorok úgy működnek, mintha terheletlen emitter-kapcsolású fokozatok lennének, amelyek erősítése:, megegyezik a szimmetrikus (differenciá-lis) erősítéssel.
Közös módusú vezérlés:
A differenciálerősítő két párhuzamosan kapcsolt, emitter-kapcsolású fokozatnak te-kinthető. A kimeneten fellépő feszültségváltozás mindkét kollektoron azonos fázisú:.
A közös módusú feszültségerősítés:.
A közös módusú feszültségerősítés ideális esetben 0. A valóságos differenciálerősítők esetén a kimeneti közös módusú feszültség nem marad tökéletesen állandó, hanem a bemeneti jel hatására változik. Ugyanakkor a közös módusú erősítés sem nulla. A valóságos differenci-álerősítők minőségét a differenciális és közös módusú feszültségerősítések hányadosa fejezi ki, amelyet közös módusú feszültség-elnyomási tényezőnek (KME) neveznek.

ÉRTELMEZZE A VISSZACSATOLÁS FOGALMÁT, FAJTÁIT! CSOPORTOSÍTSA A NEGATÍV VISSZACSATOLÁSOKAT ÉS ISMERTESSE AZ EGYES TÍPUSOK HATÁSÁT AZ ERŐSÍTŐK JELLEMZŐI

Visszacsatolás fogalma, fajtái:
A visszacsatolás lényege, hogy az erősítő kimeneti jelének egy részét visszavezetjük a bemenetére egy visszacsatoló négypólus segítségével. A bemeneti jel és a visszacsatolt jel fázishelyzetének függvényében megkülönböztetünk:
- Negatív visszacsatolást: a visszacsatolt jel fázisa ellentétes a bemeneti jel fázisával, a két jel egymás ellen hat
- Pozitív visszacsatolást: a kimeneti jelnek a bemenetre visszavezetett része fázisban van a bemeneti jellel, a két jel összeadódik. A nagyobb mértékű visszacsatolás begerjedést idéz elő, ezért erősítőkben nem alkalmazzák
Ha Uv és Ube azonos fázisúak, a hurokerősítés pozitív előjelű és pozitív visszacsatolásról beszélünk. Ha Uv és Ube ellentétes fázisúak, a hurokerősítés negatív előjelű és negatív vissza-csatolás jön létre.
A pozitív visszacsatolás jelerősítésre nem alkalmas, mivel kedvezőtlenül befolyásolja az erősítő jellemzőit. Jelentősége viszont annak tulajdonítható, hogy erős pozitív visszacsato-lás esetén a β*Au hurokerősítés megközelíti az 1-et, és a visszacsatolt erősítés végtelen nagy értékű lehet. Ez azt jelenti, hogy az erősítő begerjed és bemeneti jel nélkül is képes kimeneti jelet szolgáltatni. Ezen az elven működnek az oszcillátorok.
Negatív visszacsatolás:
Attól függően, hogy a visszacsatolt jel a kimeneti feszültséggel vagy a kimeneti áram-mal arányos, megkülönböztetünk feszültség- és áram-visszacsatolást. További felosztás sze-rint lehet soros és párhuzamos visszacsatolás.
A kimeneti feszültség kevésbé változik a negatív visszacsatolás következtében, ez csak úgy lehetséges, ha az erősítő kimeneti ellenállása csökken. A negatív feszültség-visszacsatolás az erősítő kimeneti ellenállását csökkenti.
Negatív áram-visszacsatolás estén, az erősítés csökken, tehát a kimeneti feszültség is csökken. Megállapítható, hogy a kimeneti feszültség nagyobb mértékben változik a negatív visszacsatolás következtében. Ez csak úgy lehetséges, ha az erősítő kimeneti ellenállása nő. A negatív áram-visszacsatolás az erősítő kimeneti ellenállását növeli.
A soros negatív visszacsatolás növeli az erősítő bemeneti ellenállását:. A párhuzamos negatív visszacsatolás csökkenti az erősítő bemeneti ellenállását:.
Az ideális erősítő bemeneti ellenállása végtelenül nagy, kimeneti ellenállása pedig vég-telenül kicsi. Ezért az erősítőknél a bemeneti ellenállás növelése és a kimeneti ellenállás csök-kentése a cél. Ennek megvalósítására az erősítő bemenetén soros-, kimenetén feszültség-visszacsatolást alkalmaznak.
Soros negatív áram-visszacsatolás:
Az áramerősítés független a visszacsatolástól, a feszültségerősítés viszont csökken. A bemeneti ellenállást és a kimeneti ellenállást egyaránt növeli a visszacsatolás.

Párhuzamos negatív feszültség-visszacsatolás:
Párhuzamos feszültség-visszacsatolás alkalmazásakor a feszültségerősítés független a visszacsatolástól, az áramerősítés pedig csökken. Ennek a visszacsatolásnak a hatására mind a bemeneti, mind a kimeneti ellenállás csökken.

Soros negatív feszültség-visszacsatolás:
Ha az ube bemeneti feszültség nő, nő az uki kimeneti feszültség, tehát az uv visszacsatoló feszültség is nő. A visszacsatoló feszültség növekedése a T1 tranzisztor vezérlőjelét csökkenti, tehát a bemeneti jel növekedése ellen hat.

Párhuzamos negatív áram-visszacsatolás:
A T1 tranzisztor nyugalmi bázisáramát feszültségosztós megoldással az R1, R2 ellenál-lások állítják be, felhasználva az RE2 és R’E2 soros eredőjén fellépő feszültségesést. Ezáltal egy egyenáramú negatív visszacsatolást is létesítünk, amit a munkapont stabilitásának a növelésére alkalmaznak (hőmérsékletváltozás esetén).

INDOKOLJA A TÖBBFOKOZATÚ ERŐSÍTŐK ALKALMAZÁSÁNAK SZÜKSÉGESSÉGÉT! ISMERTESSE AZ ERŐSÍTŐFOKOZATOK CSATOLÁSÁNAK MÓDJAIT ÉS HATÁSUKAT A MUNKAPONT BEÁLLÍTÁ

Többfokozatú erősítők:
A gyakorlati alkalmazások esetén szükséges igen nagy feszültségerősítést egyetlen erő-sítőfokozat általában nem képes teljesíteni. A nagy erősítés és az egyéb jellemzők biztosítása, csak több megfelelő típusú erősítőfokozat láncba kapcsolásával valósítható meg. A fokozatok egymás után kapcsolt négypólusoknak tekinthetők.
Közvetlen csatolás rövidzárral:
Az alsó határfrekvenciát (fa=0) és az erősítő stabilitását figyelembe véve a közvetlen csatolás a többfokozatú erősítők legkedvezőbb csatolási módja. Ez az egyetlen csatolási mód egyenfeszültségű jelek erősítésére. Ugyanakkor váltakozó feszültségű jelek erősítésére is al-kalmas. A közvetlen csatolt erősítőket DC-erősítőknek nevezzük.

Többfokozatú, közvetlen csatolású erősítő
A második erősítőfokozat munkapontját az első fokozat állítja be. Feltételezve, hogy a két tranzisztor azonos munkapontban dolgozik, ez csak úgy állítható be ha RE2>RE1 és RC2
Közvetlen csatolás feszültségosztós szinteltolóval:
A szinteltolók olyan négypólusok, amelyek az egyes fokozatok közé kapcsolva úgy hozzák létre a szükséges egyenfeszültség esést, hogy közben a felerősítendő jelet minimális értékben csillapítják.

Az egyenfeszültség megfelelő leosztását az R3, R4 ellenállásokból álló feszültségosztó biztosítja. A kapcsolás hátránya, hogy az erősítendő jelet is osztási arányának függvényében leosztja.
Közvetlen csatolás diódás szinteltolóval:
Kis egyenfeszültség-különbségek esetén alkalmazhatók eredményesen. A kapcsolás a dióda nyitóirányú tartományának lineáris szakaszát használja ki. Az R ellenállás a dióda munkapontját állítja be. Az egyenfeszültségű szinteltolás mértéke megegyezik a dióda nyitó-irányú feszültségével. Több diódát sorba kapcsolva 2-3V-ig hozható létre szinteltolás az átvi-teli jellemzők jelentősebb romlása nélkül.

A diódás szinteltoló előnye, hogy a T1 kollektor-feszültség változását csillapítás nélkül továbbítja a T2 tranzisztor bázisára, mivel a dióda kis értékű differenciális ellenállásán elha-nyagolható feszültségesés jön létre.
Közvetlen csatolás Zener-diódás szinteltolóval:
Nagyobb szinteltolás megvalósítására alkalmas. A Zener-dióda munkapontját az R el-lenállás, a letörési tartományban állítja be. Ebben az esetben a diódán a Zener-feszültséggel azonos feszültségesés jön létre. A Zener-dióda differenciális ellenállása nagyon kicsi, ezért a hasznos jelet csillapítás nélkül viszi át a T2 bázisára.

A kapcsolás hátránya, hogy a Zener-dióda működése a letörési jelenségek következté-ben nagy zajtényezővel rendelkezik, ezért nagy erősítésű fokozatoknál nem célszerű alkal-mazni.
Közvetlen csatolás tranzisztoros szinteltolóval:
A T2 PNP-tranzisztor a T1 kollektor-feszültségét ellentétes irányban tolja az RC2 és RE2 ellenállások értékeinek függvényében, így a T3 tranzisztor bázisának előfeszítése megfelelően alacsony szintű lesz.

A közvetlen csatolt erősítők legnagyobb problémája a munkapont eltolódás, vagy a drift. A munkapont eltolódása, vándorlása azért okoz gondot, mert az egyenfeszültség és a jel között nincs semmilyen különbség. A bemeneti áram kicsiny változása mindenképpen nagy változá-sokat idéz elő a kimeneti teljesítményben.
RC csatolás:
A Ccs2 csatoló kondenzátor reaktanciája az első fokozat kimeneti ellenállásával és a má-sodik fokozat bemeneti ellenállásával feszültségosztót képez. Ez a leggyakrabban alkalmazott csatolási mód váltakozó feszültségű jelek erősítésére. Az ilyen csatolású erősítőket AC-erősítőknek nevezzük.

Ahhoz, hogy a csatoló kondenzátor ne befolyásolja a hasznos jel átvitelét, reaktanciája sokkal kisebb kell legyen a második fokozat bemeneti ellenállásánál. A megengedhető szint-csökkenés 3dB. Ekkor a kondenzátor kapacitása:. Az első és második fokozat feszültségerősí-tése:
;
Az erősítő feszültségerősítése: Au=Au1*Au2.
Transzformátoros csatolás:
Feltételezzük, hogy a két transzformátor áttétele. A transzformátoros csatolást főleg magasfrekvenciás váltakozó feszültség erősítőkben használják. Alkalmazásának előnye, hogy illesztést valósít meg az erősítő fokozatok között. Nagy stabilitás érhető el vele és a transz-formátor tekercseiben nem nagy az egyenáramú veszteség.

MAGYARÁZZA EL KARAKTERISZTIKÁK ALAPJÁN A BIPOLÁRIS ÉS A TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROK MŰKÖDÉSÉT KAPCSOLÓÜZEMBEN! RAJZOLJON FEL TIPIKUS INVERTER KAPCSOLÁS

Bipoláris tranzisztor kapcsolóüzemben:
Logikai áramkörben közös emitteres alapkapcsolásban, mint kétállapotú kapcsolóelem működik. A tranzisztor telített és lezárt állapota megfelel egy bekapcsolt, illetve kinyitott kapcsolónak. Az RC kollektor ellenállás munkaegyenese a tranzisztor kimeneti jelleggörbéiből kimetszi a telített, illetve a lezárt állapotnak megfelelő A és B munkapontokat. A telített tran-zisztor kollektorán egy kis UL maradék feszültség lép fel. Emiatt az alacsonyabb logikai fe-szültségszint értéke, UL sohasem lehet pontosan 0V, hanem annál egy kissé pozitívabb. A lezárt tranzisztoron keresztül mindig folyik a kollektor-emitter maradékáram. Ezért a na-gyobb feszültségszint értéke UH sohasem éri el az UT tápfeszültség értékét, hanem a mara-dékáram által az RC munka-ellenálláson létrehozott feszültségeséssel ennél kisebb.

Elvi és helyettesítő kapcsolás Kimeneti jelleggörbe-sereg
MOS térvezérlésű tranzisztor kapcsolóüzemben:
Az integrált logikai áramkörökben a MOS térvezérlésű tranzisztorokat alkalmazzák. A bipoláris tranzisztorhoz hasonlóan használható kétállapotú üzemmódban is. Ha az UGS kisebb mint az UT0 küszöbfeszültség, akkor a MOS tranzisztor lezárt állapotban van, a drain-feszültség az UT-tápfeszültséggel egyenlő. Abban az esetben, ha UGS egy adott mértékben na-gyobb UT0-nál, akkor a tranzisztor telítési tartományban vezet, és a drain-feszültsége majd-nem nulla.

Elvi kapcsolás N-csatornás MOS átviteli jelleggörbéi
Inverterek:
A negáció művelet legegyszerűbben egy kapcsoló üzemű emitter-kapcsolású tranzisztor-ral valósítjuk meg. A –Us segédfeszültség a tranzisztor stabil lezárását biztosítja.
Ha az A bemenet L szinten van a tranzisztor zárt állapotban van és kollektorán közel tápfeszültség (H szint) mérhető. Ha A bemenetre pozitív feszültség (H szint) kerül a tranzisz-tor vezetni fog. A vezető tranzisztor kollektor-emittere között L szint mérhető. Tehát teljesül a NEM kapcsolat. Az inverter kimeneti feszültsége függ a terhelő áram nagyságától, így a ki-meneti feszültség széles tartományban változhat. Ezért ezt a kapcsolást szabad szintű inverternek nevezik.
Az inverterek másik fajtája a megfogott szintű inverter. A kimeneti feszültség terhelés-től való függetlenségét egy DM jelű „megfogó” diódával küszöböljük ki, mely dióda a kimeneti feszültséget egy Uki=UM+0,6V szinten rögzíti. Ha a terhelőáram megnő, a dióda kinyit, így a kimenet feszültségét a terhelő áramtól függetlenül állandó értéken tartja.

ISMERTESSE AZ ELEKTRONIKUS KÉSZÜLÉKEK DOBOZAINAK KIALAKÍTÁSI MÓDOZATAIT! JELLEMEZZE A RACK RENDSZERT ÉS TÉRJEN KI ALKALMAZÁSÁNAK ELŐNYEIRE! MUTASSA BE

Az elektronikai berendezések mechanikai felépítése eltér a hagyományos technológiától. Az alkatrészek gyártását már nem egyedi vagy tömeggyártási eszközökkel, berendezésekkel gyártják, hanem számítógéppel vezérelt eszközökkel. Ezek lehetnek:
- Leszabó gépek
- Widemann jellegű lyukaszók
- CNC vezérlésű hajlító
- CNC vezérlésű eszterga – maró gépek
A professzionális berendezés mechanikai felépítése:
- Előlap: olyan mechanikai építőelem, amelyben a műszeregység üzemeltetéséhez szükséges kezelő- és jelző-elemek, csatlakozók, szerelvények, valamint feliratok helyezhetők el. Pl.: rekeszelőlap – kártyarendszereknél alkalmaznak; fiókelőlap – kártya-, rekeszkészülék és vegyes fióknál alkalmaznak.
- Váz: az a térben erősen tagolt mechanikai építőelem, amely alkatrészek, alkatrészcsoportok, keretek, ill. egyéb szerelvények egybefogására alkalmas és ezeknek részleges mechanikai védelmet biztosít.
- Burkolat: többnyire olyan lemezekből készült építőelem, amely a kész szerkezet befedése, árnyékolása, védelme mellett esztétikai követelményt is kielégít.
- Ajtó: olyan építőelem, amely a készülékszekrény kezelőelemeinek, csatlakozóinak, szerelvényeinek az elzárhatóságát biztosítja üzem közben, kinyitva viszont megkönnyíti az ellenőrzést, javítást.
Építőegységek:
- Rekesz: olyan szerelési építőegység, amelynek méretei a fiókméreteknél kisebbek, ezáltal a fiókban elhelyezhetők. Dobozba helyezve önálló készülék építésére alkalmas. Építőelemei szerint lehet:
o Kártyarekesz: olyan szerelt építőegység, amely áramköri kártyák befogadására alkalmas
o Készülék-, műszerrekesz /plug-in/: olyan szerelési építőegység, amely önálló készüléknek, műszeregységnek tekinthető
- Fiók: olyan szerelési építőegység, amelynek magassági és szélességi méretei illeszkednek a dobozok és burkolt szekrényvázak belső méreteihez, és a teljes készülék, műszer vagy a készülék egyes funkcionális egységeinek elhelyezésére és rögzítésére alkalmasak:
o Készülék-, műszerfiók: olyan szerelési építőegység, amely készülékdobozba vagy szekrényvázba helyezve a teljes készülék, ill. annak befogadására alkalmas
o Kártyafiók: olyan építőegység, amely készülékdobozba, vagy szekrényvázba helyezve áramköri kártyák külön befogadására alkalmas
- Burkolt szekrényváz: burkolattal bíró szilárd szerkezet, amely a rekeszek, ill. fiókok befogadására alkalmas. Villamos szerelvények esetén felületvédelemmel kell ellátni.
- Asztali készülék: rekeszeket vagy fiókokat befogadó készülékdoboz.
- Fiókos szekrény: rekeszeket vagy fiókokat befogadó burkolt szekrényváz.
A műszeriparban rendkívül elterjedt a 19” (colos) vázszerkezet rendszer. A KGSZ 81.0207-es szabványsorozat foglalkozik. A 19”-os vázrendszer előírásainak megfelelően kialakított műszerek, készülékek esetében az előlapnak a készülék felerősítésére szolgáló oldalt kiálló részét több cég külön levehető szegletként képezi ki. A szegleteket eltávolítva a műszer asztali készülékként használható. Az asztali készülékeknek vázrendszerbe behelyezhető kialakítása az alábbi előnyökkel jár:
- Egyféle típust kell csak gyártani, amely asztali készülékként és vázrendszerbe behelyezve egyaránt használható
- A készülék mindkét felhasználási mód esetén azonos körülmények között működik. A készülék doboza, burkolata a vázrendszerben is teljesíti feladatát, pl. árnyékol, környezeti hatások ellen védelmet nyújt.
- Levehető felerősítő szeglet alkalmazása esetén kedvező térkihasználás érhető el mindkét alkalmazási móddal.
A műszeriparban a Kontakta gyár által „Kontasett” néven forgalomba hozott 19”-os vázrendszer, egyre jobban elterjed. A rendszer előnye, hogy tömegben, extrudálással alumíniumötvözetből gyártható idomdarabokból készül, és ezért könnyű, gazdaságos konstrukció.
Hőtani alapfogalmak:
Hővezetés: a hőnek részecskéről részecskére való továbbítása, a részecskék kinetikai energiájának kicserélése útján.
Átmeneti ellenállás: a szabályos vezetéses hőkezelés egyik változata a határfelületen fellépő hővezetés. A határfelület felszíne elsősorban a fizikailag néhány ponton érintkező felületek közötti egyenetlenségekből áll. Az érintkező felületek között a hőközlés a légrésen és a fizikailag érintkező pontokon keresztül egyaránt hővezetés útján megy végbe. Az elektronikai készülékekben használt kitöltő anyagok: szilikonzsírok, híg szilikongumik és a lágy fémek, mint például az indium.
Hőszállítás (konvekció): szilárd test és a vele érintkező áramló gáz vagy folyadék közötti hőátadás. A felülettel érintkező közeg részecskéi viszik fel a hőenergiát, majd tovaáramolnak. Ha a közeg áramlása a felmelegedés okozta sűrűségváltozás miatt jön létre, a hőszállítási folyamatot természetes konvekciónak nevezzük.
Hősugárzás: a hősugárzó hőcsere a testek által, hőmérsékletüktől függő mértékben kisugárzott, ill. elnyelt elektromágneses hullámok útján jönnek létre. A hőátadás hősugárzás útján anyagi közvetítő közeg nélkül, elektromágneses hullámok segítségével jön létre. A 0,1 és 100 μm közötti hullámhosszak tartományát hősugárzási tartománynak nevezik. Egy testnek az a képessége, hogy valamilyen hullámhosszon hőenergiát sugározzon, a test hőmérsékletétől és a sugárzó felület jellemzőitől függ.
Hűtőbordák:
A hűtőbordák alkalmazásának célja, hogy a felület nagyságát járulékos hőátadási felülettel megnöveljük. Alakjuk igen változatos, így többek között négyszögletes, parabolikus, hiperbolikus és hengeres hűtőbordák vannak. A legáltalánosabb geometriai alakzat a függőleges négyszögletes hűtőborda. Egy hűtőborda felülete és a környezeti hőnyelő közti hőátadásra a Ф=ηKA/tfel-tk/ egyenlet vonatkozik. A hűtőborda η hatásfoka annak mértékét adja meg, hogy a hűtőborda mennyire képes külső csúcsának hőmérsékletét a bordahő hőmérsékletével azonos értéken tartani. Állandó hőmérsékletprofilú hűtőbordák esetében a külső hőátadási egyenlet általános alakjára redukálódik: Ф=KA/tfel-tk/.
A hűtőbordák hatásfoka diagrammok segítségével határozhatók meg. A görbék használatához szükség van a hűtőborda magasságának, vastagságának, hővezető- képességének, valamint a teljes konvekviós és hősugárzási együtthatónak az ismeretére vagy legalább ezek becsült értékére.
A hűtőborda egészére vonatkozó KA érték a sugárzási és a szabad konvekciós hővezető- képességből tevődik össze, és a KA=αAfel+αrAr összefüggéssel írható fel. Az α szabad korrekciós tényező a bordák magasságával és egymástól való távolságával van kapcsolatban, amennyiben α a hűtőborda teljes Afel konvekciós felületére vonatkozik. A maximálisan elérhető érték a lapos lemezhez tartozik, ezért általános tervezési szabálynak tekintendő, hogy a bordákat egymástól olyan távolságban kell elhelyezni, hogy az egyes bordafelületek konvekciós áramlási profilja ne hason egymásra. A borda magasság – távolság arányánál /h/k az 1:1…2:1 értékek jó szabad konvekciós hőátadást biztosítanak.
Anyagtakarékosság céljából olyan lapos keresztmetszetet kell választani, hogy nagy legyen a kerület adott területű keresztmetszet esetén. Különös gondot kell fordítani a hűtőborda és a hőforrás, pl. tranzisztor közötti hőellenállás minél kisebb értéken való tartására. Nagyobb teljesítmények esetén jól meghúzható csavaros kötést kell alkalmazni és az érintkező felületeket a hőt viszonylag jól vezető, az üzemi hőmérsékleten ki nem olvadó szilikonzsírral kell bevonni. A fémesen érintkező pontok közül a szilikonzsír az összeszorító erő hatására kiszorul, ott nem zavarja a hőátadást, a levegő kiszorításával a többi helyen viszont javítja.

MAGYARÁZZA EL A TÉRVEZÉRLÉSŰ TRANZISZTOROKKAL FELÉPÍTETT ALAPKAPCSOLÁSOK MUNKAPONT-BEÁLLÍTÁSÁNAK MÓDJÁT! ISMERTESSE HOGYAN HATÁROZHATÓK MEG HELYETTESÍ

Source kapcsolású erősítőfokozat:
A kapcsolás bemenete a gate-source, a kimenet a drain-source, a közös elektróda a source. A működés során a tápegység egyenáramú teljesítménye alakul át a vezérlő ug generá-tor által meghatározott ütemben váltakozó áramú teljesítménnyé, és az így felerősített feszült-séget az Rt terhelés használja fel.
Feltételezve, hogy az ube bemeneti feszültség pozitív irányban nő, ez a változás csökken-ti az UGS záróirányú feszültséget, és az ID csatornaáram növekszik. A csatornaáram növekedé-se előidézi az RD ellenálláson eső feszültség növekedését, amely ugyanakkor az UDS feszült-ség csökkenését eredményezi. Ezt a változást a Cki csatolókondenzátor a kimenetre közvetíti, és így a kimeneti feszültség csökken. Mivel az uki feszültség változása ellentétes irányú az ube feszültség változásával, a source-kapcsolás fázist fordít.
Munkapont beállítása: a munkaponti adatokat az alkalmazott tranzisztor karakterisztikái alapján az egyenáramú munkaegyenes segítségével határozzuk meg. A szerkesztésnél az M-munkapontot az A-osztályú beállításra érvényesen, a munkaegyenes közepén kell felvenni. A kapcsolás egyenáramú munkaellenállása eben az eset-ben: RD+RS. Ha a tápfeszültség, és az egyenáramú munkaellenállás értékét ismertnek tekint-jük, a tranzisztor három munkaponti adata a karakterisztikáról leolvasható. A két munkapont-beállító ellenállás értéke, a munkaponti adatok ismeretében számítással meghatározható:;.
Váltakozó áramú jellemzők:

- Feszültségerősítés:
- Áramerősítés:
- Bemeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő bemenetét lezárja, ha a meghajtó generátort nem vesszük figyelembe.
- Kimeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő kimenetét lezárja, amikor a terhelő ellenállás nem terheli a kimenetet.
Drain kapcsolású erősítőfokozat:
A kapcsolás bemenete a gate-drain, a kimenet a source-drain, a közös elektróda a drain. Az ube bemeneti feszültség pozitív irányban nő, ez a változás csökkenti az UGS záróirányú feszültséget, és az ID csatornaáram növekszik. A csatornaáram növekedése előidézi az RS el-lenálláson eső feszültség növekedését. Ezt a változást a Cki csatolókondenzátor a kimenetre közvetíti, és így a kimeneti feszültség pozitív irányban változik. Mivel az uki feszültség válto-zása követi az ube feszültség változását, a drain-kapcsolás nem fordít fázist.

Munkapont beállítása: a munkaponti adatokat az alkalmazott tranzisztor karakteriszti-kái alapján, az egyenáramú munkaegyenes segítségével határozzuk meg. A szerkesztésnél az M-munkapontot az A-osztályú beállításra érvényesen, a munkaegyenes közepén kell felvenni. A kapcsolás egyenáramú munkaellenállása eben az esetben: RS. A gate-osztó két ellenállásá-nak értéke a munkaponti adatok ismeretében kiszámítható:;

Váltakozó áramú jellemzők:

- Feszültségerősítés:
- Áramerősítés:
- Bemeneti ellenállás:
- Kimeneti ellenállás:
Gate kapcsolású erősítőfokozat:
A kapcsolás bemenete a source-gate, a kimenet a drain-gate, a közös elektróda a gate. Az ube bemeneti feszültség pozitív félperiódusában növekszik az UGS záróirányú feszültség, és az ID csatornaáram csökken. A csatornaáram növekedése előidézi az RD ellenálláson eső feszültség növekedését. Ezt a változást a Cki csatoló kondenzátor a kimenetre közvetíti, és így a kimeneti feszültség pozitív irányban változik. Mivel az uki feszültség változása követi az ube feszültség változását, a gate-kapcsolás nem fordít fázist.

ISMERTESSE A FÖLDELT KOLLEKTOROS ÉS A FÖLDELT BÁZISÚ ALAPKAPCSOLÁSOK MUNKAPONT-BEÁLLÍTÓ MÓDSZEREIT! MAGYARÁZZA EL, HOGYAN HATÁROZHATÓK MEG A KAPCSOLÁS

Kollektor kapcsolású erősítőfokozat:
A kollektor váltakozó áramú szempontból földpotenciálon van a tápfeszültséget szolgál-tató generátor pozitív pólusával együtt. A bemeneti jelgenerátor ebben a kapcsolásban a bázis és kollektor közé kapcsolódik, a kimeneti jel az emitter és a kollektor elektródák között áll rendelkezésre.
Az elemek szerepe és a kapcsolás működése: R1 és R2 munkapont-beállító; RE munka-pont-beállító, munkapont-stabilizáló és munkaellenállás; Rt terhelő-ellenállás; Cbe, Cki egyenfeszültég-leválasztó és váltakozó feszültség csatoló kondenzátorok; T tranzisztor erősítő elem. Feltételezve, hogy a bemeneti feszültség a pozitív félperiódusban nő, ez a bemeneti csatolókondenzátoron keresztül növeli az UBE feszültségét és az IB áramot. A növekvő bázis-áram felerősítve jelenik meg az emitter körben és az IE növekedése előidézi az RE emitterellenálláson eső feszültéség növekedését, tehát az uki kimeneti feszültség nő. A beme-neti jel az erősítő fokozaton keresztül, nem szenved fázisfordítást. Megállapítható, hogy az emitterpotenciál követi a bázispotenciált, ezért a kapcsolást emitterkövető erősítőnek nevez-zük. A tranzisztor egyenáramú munkapont beállítása ugyanúgy történik, mint az emitter kap-csolású erősítő fokozatoknál.
Váltakozó feszültségű jellemzők:
- Feszültségerősítés: a kapcsolás feszültségerősítése megközelítően egységnyi-nek tekinthető és az erősítés során nincs fázisfordítás:.
- Bemeneti ellenállás:
- Áramerősítés:
- Teljesítményerősítés:
- Kimeneti ellenállás:

Alkalmazás: a közös kollektoros erősítőfokozatot, jellemzői alkalmassá teszik, hogy erősítők utolsó fokozataként alkalmazzák. A kapcsolás kis kimeneti ellenállása, jó illesztést valósít meg a terhelő-ellenállás és az erősítő között.
Báziskapcsolású erősítőfokozat:
Az egyenáramú munkapont-beállítás feszültségosztós megoldású, a munkapont hőmér-sékletváltozás okozta eltolódásának kompenzálását emitterellenállás biztosítja. A báziskon-denzátornak köszönhetően váltakozó áramú szempontból a bázis földpotenciálon van.
Az elemek szerepe és a kapcsolás működése: R1, R2 munkapont-beállító; RE munkapont-beállító és munkapont-stabilizáló ellenállás; RC munkapont-beállító és mun-kaellenállás; Rt terhelő-ellenállás; Cbe, Cki egyenfeszültég-leválasztó és váltakozó feszültség csatoló kondenzátorok; CB a tranzisztor bázisát váltakozó áramú szempontból földeli; T tranzisztor erősítő elem. A bemeneti jel pozitív félperiódusában az emitterpotenciál nő, ami az UBE feszültség csökkenéséhez vezet, mivel a bázispotenciál állandó. Az UBE csökkenésének következményeként csökken az IE és az IC, ami az RC kollektorellenálláson eső feszültség csök-kenéséhez vezet. Ez a kollektorpotenciál csökkenését eredményezi, és így az uki kimeneti feszültség növekszik. Megállapítható, hogy a kapcsolás nem fordít fázist.
Váltakozó feszültségű jellemzők:
- Bemeneti ellenállás:
- Kimeneti ellenállás:
- Feszültségerősítés:
- Áramerősítés:

Alkalmazás: előnytelen be- és kimeneti ellenállás-viszonyai miatt általában magasfrekvenciás, hangolt erősítőkben alkalmazzák. A nagyfrekvenciás hangolt erősítők be-menetének és kimenetének transzformátoros illesztése viszonylag könnyen megoldható. A bemenet és a kimenet között elhelyezkedő bázisréteg hatására, csökken a bemenet és a kime-net között fellépő káros visszahatás.

ISMERTESSE A FÖLDELT EMITTERES ALAPKAPCSOLÁS MUNKAPONT-BEÁLLÍTÁSÁNAK SZEMPONTJAIT ÉS MÓDSZEREIT! MAGYARÁZZA EL A KISJELŰ VEZÉRLÉS JELLEMZŐINEK MEGHATÁ

Munkaponti adatok meghatározása:
A kapcsolás munkapontját bázisellenállással vagy bázisosztó alkalmazásával állíthatjuk be. A bemenet a bázis-emitter, a kimenet a kollektor-emitter, a közös elektróda az emitter. A kapcsolást felépítő elemek, és az ok szerepe:
- R1, R2 munkapont-beállító
- RE munkapont-beállító és munkapont-stabilizáló
- RC munkapont-beállító, és munkaellenállás
- Cbe, Cki egyenfeszültség-leválasztó, valamint váltakozó feszültség csatoló
- CE, az RE ellenállást váltakozó áramú szempontból rövidrezárja
- T tranzisztor az erősítő elem

Földelt emitteres erősítő
A munkaponti adatokat szerkesztéssel az alkalmazott tranzisztor IC = f(UCE) karakterisztikái alapján, az egyenáramú munkaegyenes segí6ségével határozhatjuk meg. A szerkesztésnél az M-munkapontot az A-osztályú beállításra érvényesen, a munkaegyenes közepén kell felvenni. A kapcsolás egyenáramú munkaellenállása ebben az esetben RC+RE. Ha az UT, RC és az RE értékét ismerjük, a tranzisztor négy munkaponti adata (IC, UCE, IB, UBE) a karakterisztikáról leolvasható.

A tranzisztor IC=f(UCE) karakterisztikái
Munkapont beállítása:
A bázisosztót alkotó ellenállások értéke, a munkaponti adatok segítségével meghatározható:;
Kisjelű vezérlés jellemzői:

Hibrid paraméteres helyettesítő kapcsolás
- Feszültségerősítés: közepes működési frekvencián (1kHz) dolgozunk, tehát a kondenzátorok rövidzárnak tekinthetők. A feszültségerősítés a kimeneti fesz. és a bemeneti fesz. hányadosa:
- Áramerősítés: a kimeneti áram és a bemeneti áram hányadosa:
- Teljesítményerősítés: a teljesítményerősítés és áramerősítés abszolút értékének szorzata:
- Bemeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő bemenetét lezárja, ha a meghajtó generátort nem vesszük figyelembe:
- Kimeneti ellenállás: az az ellenállás, amely az erősítő kimenetét lezárja, amikor a terhelő ellenállás nem terheli a kimenetet:
Frekvenciafüggés:
A váltakozó áramú helyettesítő kapcsolásban a csatoló kondenzátorokat közepes frekvencián, váltakozó áramú szempontból rövidzárnak tekintjük. Alacsonyabb frekvenciákon ezek a kondenzátorok szintcsökkenést okoznak, mivel frekvenciafüggő feszültségosztót alkotnak az őket terhelő ellenállással. A szintcsökkenés általában nem lehet nagyobb mint 3 dB.
Az emitter kondenzátor alacsony frekvencián már szakadás. Kisfrekvenciás erősítéscsökkenést okoz, de megnöveli a kapcsolás bemeneti ellenállását is. Méretezésnél az a cél, hogy az erősítő alsó határfrekvenciáján is közelítően zárja rövidre az emitter ellenállást.

ÉRTELMEZZE AZ OPTOELEKTRONIKA ALAPFOGALMAIT! MAGYARÁZZA EL A FOTOELLENÁLLÁSOK, FOTODIÓDÁK, FOTOTRANZISZTOROK MŰKÖDÉSÉT, ÉS ÉRTELMEZZE JELLEMZŐ TULAJDO

Optoelektronikai alapfogalmak:
Fényáram (fluxus, jele: ): a fény terjedésére merőleges, tetszőleges nagyságú felületen időegység alatt áthaladó fényenergia mennyiség. Fénytechnikai mértékegysége a lumen (lm).
Pontszerű fényforrás fényerőssége (jele: I): az a fényenergia mennyiség határozza meg, amelyet időegység alatt az 1m sugarú gömb 1m2 felületén át kisugároz: , ahol Ω a térszög nagysága. Mértékegysége a candela (cd).
A megvilágítás erőssége (jele: E): a szemlélő előtt megjelenő, megvilágított A felület világosságára jellemző: . Mértékegysége a lux (lx).
Fotoellenállás:
A fotoellenállás egy záróréteg nélküli passzív félvezető elem, amely fénysugárzás hatására változtatja az ellenállását. Megvilágítás nélkül a fotoellenállásra nem esik fény, a töltéshordozók nincsenek gerjesztve, emiatt a fotoellenállás nagy ellenállást képvisel. Megvilágítás alatt a fény töltéshordozókat gerjeszt, így a fotoellenállás ellenállása kisebb értékű lesz. A fotoellenállás ellenállása a megvilágítás erősségének függvénye, és igen széles határok között változik. Állandó fényerősség esetén a fotoellenállás ellenállásának értéke a következőktől függ: a fotoellenállás alapanyagától és szennyezettségének mértékétől; a megvilágított felület nagyságától; a vezető pálya alakjától.
A fotoellenállások fontos jellemzője a sötétellenállás és a világos-ellenállás, valamint a maximális fotoérzékenység hullámhossza és a megszólalási idő. Az R0 sötétellenállás a fotoellenállás sötétben mért ellenállása. Az R1000 világos-ellenállás az 1000 lux megvilágítási erősség esetén mért ellenállásérték. A tr megszólalási idő az az idő, amely a sötét állapotot követően 1000 lux erősségű fénnyel megvilágított fotoellenállás esetén addig telik el, amíg az áram az R1000-nél érvényes értékének a 65%-át el nem éri.
Alkalmasak lassú változást igénylő szabályozás- és vezérléstechnikai feladatok ellátására. Pl.: fénysorompók, közvilágítás-kapcsolók, megvilágítási erősség mérőkben és vészjelzőkben.
A PN-átmenet viselkedése fényhatás esetén:
H a megvilágítás hatására megfelelő energiával rendelkező fotonok hatolnak be a PN-átmenetbe, akkor belső fényelektromos hatás következtében helyi töltéshordozó párok keletkeznek. A tértöltési tartományban jelenlevő villamos erőtér a keletkezett töltéshordozó párokat szétválasztja. A szétválasztott töltéshordozók kifelé folyó áramként megjelenhetnek a külső áramkörben. A fotoáram mind nyitóirányú, mind záróirányú külső feszültség esetén is záróirányban folyik.
Fotodiódák:
Különleges felépítésű félvezető diódák, amelyek PN-átmenete fénysugárzással megvilágítható. A fotodiódákat leggyakrabban záróirányban működtetik. Záróirányban polarizálva, a megvilágítás hatására záróirányú áramuk megnő. A zárási áram növekedése egyenesen arányos a megvilágítás erősségével. A fotodióda S fényérzékenységét a zárási fotoáram és a megvilágítás hányadosaként határozzuk meg: .
A fotodióda záró árama a megvilágítás erősségével arányosan növekszik, ezért különösen jól alkalmazhatók fénymérésre. Sok helyen alkalmazzák még a szabályozás- és vezérléstechnikában.
Fototranzisztorok:
Megvilágítható bázis-kollektor átmenettel rendelkező speciális szilíciumtranzisztorok. A záróirányban előfeszített PN-átmenet megfelelő megvilágítása esetén, a fellépő elektromos hatás révén keletkező töltéshordozók megnövelik ezt az áramot és IB=0 beállításban ennek az áramnak a (B+1)-szerese jelenik meg a kollektor körben. Tehát közös emitter kapcsolásban a kollektor a fototranzisztor B egyenáramú áramerősítési tényezőjének megfelelően megnövelt fotoáramot állít elő. Alkalmazási területei megegyeznek a fotodiódákéval, azonban nagyobb érzékenységet, de alacsonyabb határfrekvenciát biztosítanak.
Fénykibocsátó dióda (LED):
Speciális felépítésű diódák, amelyek az elektromos energiát fényenergiává alakítják. Ezeknek a diódáknak az alapanyaga vegyület típusú félvezető. A kis hatásfok ellenére számos előnyös tulajdonsággal rendelkeznek: hasznos kimeneti fényelőállításhoz alacsony áramot és feszültséget igényelnek; majdnem késedelem nélkül reagálnak a vezérlő jelre; nagyon kicsi helyen elférnek, ütésállók és élettartamuk nagyon nagy. A fotodióda fényerőssége egy bizonyos nyitóirányú áramértéken felül már nem változik számottevően. Mivel a fénydióda nagyon kis értékű dinamikus ellenállással rendelkezik nyitófeszültsége fölött, ezért általában áramgenerátoros táplálást alkalmaznak.
Elsődlegesen jelző és kijelző-elemként kerülnek felhasználásra különböző műszer-előlapokon, hétszegmenses és alfanumerikus kijelzőkben.
Lézer dióda:
A lézer fény kibocsátására és erősítésére alkalmas eszköz, amelynek működése a kényszerített fénykibocsátás jelenségén alapszik. A dióda alapanyaga vegyület típusú félvezető. A hagyományos fénydiódákhoz viszonyított előnyük: nagy, 20% feletti átalakítási hatásfok; viszonylag nagy sugárzási teljesítmény; a kibocsátott fény rendkívül kicsi széttartása. Alkalmazzák információk digitális rögzítésére és olvasására alkalmas berendezésekben (CD lemezjátszó, CD ROM) és az üvegszálas digitális információ-átvitelben.
Folyadékkristályos (LCD) kijelzők:
Eltérően a fénydiódáktól nem bocsátanak ki fényt, hanem csak külső megvilágítás esetén láthatók. Működésük a folyadékkristályok azon tulajdonságán alapszik, hogy külső elektromos feszültség hatására változtatják fénytani tulajdonságaikat. A folyadékkristály külső feszültség nélkül átlátszó, külső feszültség esetén pedig sötét. A folyadékkristályok olyan szerves vegyületek, amelyek szilárd- és folyékony halmazállapotban is úgy viselkednek, mint a kristályok.
Térvezérlésű folyadékkristályos kijelzők: alapállapotban a folyadékkristályok átengedik a fénysugarakat. Ha a folyadékkristályokat megfelelően nagy erősségű elektromos térbe helyezzük, a folyadékot alkotó molekulák térbeli elhelyezkedése megváltozik, és az anyag zavaros lesz. Megvilágítás hatására a zavaros folyadék tejfehérnek látszik. Ez a jelenség a villamos tér megfelelő térbeli alkalmazásával, tetszőleges karakterek megjelenítését teszi lehetővé. A kijelzőket kondenzátorszerűen alakítják ki; a két fegyverzetre feszültséget kapcsolva állítják elő a szükséges elektromos teret. A vezérléshez váltakozó feszültséget használnak, mivel az egyenfeszültség elektrolízist indít el, ami a folyadékkristály élettartamát jelentősen csökkenti. A váltakozó feszültség frekvenciája legalább akkora legyen, hogy a szem számára ne legyen érzékelhető a villódzó hatás.
Dinamikus szórás elvén működő folyadékkristályos kijelzők: működésükhöz nagy vezérlőteljesítmény szükséges. Az elektromosan vezető folyadékkristályban a rákapcsolt váltakozó feszültség hatására részecskemozgás indul meg, aminek következtében a folyadék zavaros lesz. Megvilágítás hatására a zavaros részek kifehérednek. Főleg nagyméretű kijelzők esetén kerülnek felhasználásra.
Numerikus kijelzők:
Decimális számok kijelzését teszik lehetővé. A legegyszerűbb megoldás az úgynevezett hétszegmenses kijelző, amely több egyedi elem felhasználásával több számjegy egyidejű megjelenítésére alkalmas. A nagyszámú csatlakoztatás csökkentése miatt a hétszegmenses kijelzők egyik kivezetése közös mindegyik szegmens-elem esetén. A szegmensek vezérlését integrált áramkörös dekódolókkal oldják meg.
Alfanumerikus kijelzők:
Számjegyek és betűk megjelenítésére használják. Az alfanumerikus kijelzők csoportjában két típust különböztetünk meg: 16 szegmenses és pont-mátrix kijelzőket. A 16 szegmenses kijelző vezérlése speciális, digitális integrált áramkörökkel történik. A pont-mátrix kijelzők jobb felbontással rendelkeznek, mint a 16 szegmenses kijelzők. A nagyszámú kijelző elem gazdaságos vezérlése az oszlopok multiplexelésével oldható meg.