רשתות HP ו-LP
נגד אחד וקבל אחד — זו הרשת הפשוטה ביותר באלקטרוניקה, והיא נמצאת כמעט בכל מעגל: במעגל השהיה שמדליק נורה אחרי שתי שניות, במסנן של ספק הכוח מן הפרק הקודם, ובקבל הצימוד שבמגבר הטרנזיסטור. בפרק הזה נשאל שאלה אחת: מה קורה למתח המוצא עם הזמן כאשר מתח המבוא משתנה באופן פתאומי? נראה שהתשובה היא תמיד אותה עקומה, וגודל אחד קובע אותה: קבוע הזמן.
- לסרטט רשת מעבירה נמוכים (LP) ורשת מעבירה גבוהים (HP) ולהבחין ביניהן.
- לחשב את קבוע הזמן τ = R·C ולהסביר את משמעותו.
- לסרטט את התגובה של כל רשת לאות מדרגה ולחשב את מתח המוצא בכל רגע.
- לחשב את הזמן הדרוש כדי שהמתח יגיע לערך נתון.
- לסרטט את התגובה של כל רשת לדופק, במקרים tp ≫ τ, tp ≈ τ, tp ≪ τ, ולחשב את הערכים בשתי חזיתות הדופק.
- לסרטט את התגובה לאות ריבועי מחזורי כאשר T ≫ τ וכאשר T ≪ τ.
- לפתור מעגלי טעינה ופריקה עם מפסק, ומעגלי השהיה עם משווה.
תגובת רשת מעבירה נמוכים (LP) ורשת מעבירה גבוהים (HP) לאות מדרגה ולדופק. סרטוט מתח המוצא וחישוב ערכיו (Step and Pulse Response of RC Networks)
שתי הרשתות:
שתי הרשתות בנויות מאותם שני רכיבים, נגד R וקבל C בטור. ההבדל היחיד הוא מאיפה לוקחים את מתח המוצא.
בשתי הרשתות זורם אותו זרם בנגד ובקבל, ולפי חוק המתחים של קירכהוף סכום שני המתחים שווה למתח המבוא בכל רגע:
לכן מספיק לדעת את מתח הקבל vC; מתח הנגד הוא היתרה: vR = vi − vC.
אות מדרגה ודופק:
קבוע הזמן:
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| τ | קבוע הזמן | [s] |
| R | ההתנגדות שדרכה הקבל נטען או מתפרק | [Ω] |
| C | קיבול הקבל | [F] |
נמיר ליחידות היסוד: R = 1·104 Ω, C = 1·10−7 F.
תגובת רשת LP לאות מדרגה:
הקבל אינו טעון, וברגע t = 0 המבוא קופץ מ-0 אל V. מה קורה?
- ברגע t = 0: מתח הקבל אינו יכול לקפוץ, ולכן נשאר vC = 0. כל מתח המבוא נופל על הנגד, והזרם מרבי: i = VR.
- לאחר מכן: הזרם טוען את הקבל ומתחו עולה. המתח על הנגד V − vC קטן, ולכן הזרם קטן, והטעינה נעשית איטית יותר ויותר.
- אחרי זמן רב: הקבל טעון עד vC = V, הזרם אפס, ושום דבר אינו משתנה עוד. זהו המצב המתמיד.
פרק הזמן שבו המתח משתנה נקרא מצב מעבר. עקומה שעולה במהירות בהתחלה ואחר כך מתקרבת לאט לערכה הסופי נקראת עקומה מעריכית.
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| vo(t) | מתח המוצא (מתח הקבל) ברגע t | [V] |
| V | גובה המדרגה במבוא | [V] |
| t | הזמן שעבר מרגע הקפיצה | [s] |
| τ | קבוע הזמן, τ = R·C | [s] |
| e | מספר קבוע, e ≈ 2.718; במחשבון המקש ex | — |
נוסחה זו היא מקרה פרטי של הנוסחה הכללית למצב המעבר (משוואת הדפקים). כל מתח במעגל שיש בו קבל אחד ונגדים עובר באופן מעריכי מערך התחלתי לערך סופי, ומספיק לדעת שלושה גדלים: מאיפה מתחילים, לאן מגיעים, ומהו קבוע הזמן. בכל הפתרונות בפרק זה נציב בנוסחה הכללית, וכך נפתור באותה דרך טעינה, פריקה ודפקים.
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| v(t) | המתח ברגע t | [V] |
| V0 | הערך ההתחלתי: המתח מיד אחרי השינוי (Δt = 0) | [V] |
| V∞ | הערך הסופי: המתח במצב המתמיד | [V] |
| Δt | הזמן שעבר מאז השינוי האחרון (סגירת מפסק או קפיצה במבוא); ברגע השינוי Δt = 0, ובכל שלב חדש מודדים אותו מחדש | [s] |
| τ | קבוע הזמן | [s] |
הקבל מתחיל ריק, V0 = 0, ושואף אל V∞ = 10 V. נציב Δt = 1 ms בנוסחה הכללית. הזמן וקבוע הזמן נתונים באותה יחידה (מילי-שנייה), ולכן נחלק אותם ישירות:
ובאותה דרך עבור Δt = 2 ms:
המוצא מתחיל מאפס בלי קפיצה, ומתקרב אל 10 V (הקו המקווקו) בלי לעבור אותו.
כמה זמן נמשכת הטעינה? כלל 5τ:
נציב בנוסחה זמנים שהם כפולות שלמות של קבוע הזמן, ונכתוב את התוצאה כאחוז מן הערך הסופי:
| הזמן t | טעינה: 1 − e−tτ | פריקה: e−tτ |
|---|---|---|
| τ | 63.2% | 36.8% |
| 2τ | 86.5% | 13.5% |
| 3τ | 95% | 5% |
| 4τ | 98.2% | 1.8% |
| 5τ | 99.3% | 0.7% |
- אחרי קבוע זמן אחד הקבל מגיע ל-63.2% מן המתח הסופי (בערך שני שלישים).
- אחרי 5τ הוא מגיע ליותר מ-99%. נחשיב את מצב המעבר כגמור אחרי 5τ, ואת המעגל כמי שהגיע למצב המתמיד.
תגובת רשת HP לאות מדרגה:
ברשת HP המוצא הוא מתח הנגד, vo = vi − vC. הקבל נטען בדיוק כמו ברשת LP, ולכן:
- ברגע t = 0: הקבל אינו טעון ומתחו אפס, ולכן הקפיצה כולה מופיעה במוצא: vo = V. אומרים שהקבל מעביר את הקפיצה.
- לאחר מכן: הקבל נטען, הזרם קטן, ואיתו קטן מתח הנגד.
- במצב המתמיד: הקבל טעון עד V, הזרם אפס, ו-vo = 0. המתח הישר אינו מגיע למוצא.
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| vo(t) | מתח המוצא (מתח הנגד) ברגע t | [V] |
| V | גובה המדרגה במבוא | [V] |
| τ | קבוע הזמן, τ = R·C | [s] |
ברגע הקפיצה: vo(0) = V = 10 V.
המוצא עצמו מציית לנוסחה הכללית: הוא מתחיל מ-V0 = 10 V ושואף אל V∞ = 0. נציב Δt = 0.5 ms ואז Δt = 1 ms:
נשווה לרשת LP: בכל רגע סכום שני המוצאים שווה ל-10 V, כי vR + vC = vi.
| רשת LP | רשת HP | |
|---|---|---|
| המוצא נלקח על | הקבל | הנגד |
| המוצא ברגע הקפיצה | 0 | V |
| המוצא במצב המתמיד | V | 0 |
| הנוסחה | vo = V·(1 − e−tτ) | vo = V·e−tτ |
| המוצא אחרי τ | 0.63·V | 0.37·V |
חישוב הזמן מהנוסחה הכללית:
עד עכשיו הצבנו זמן בנוסחה הכללית וחישבנו מתח. לפעמים השאלה הפוכה: מהו הזמן שבו המתח מגיע לערך מסוים v? נחלץ את הזמן מהנוסחה הכללית ונקבל:
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| v | המתח המבוקש | [V] |
| V0 | הערך ההתחלתי: המתח מיד אחרי השינוי | [V] |
| V∞ | הערך הסופי: המתח במצב המתמיד | [V] |
| τ | קבוע הזמן | [s] |
| ln | הלוגריתם הטבעי; במחשבון המקש ln | — |
הקבל מתחיל לא טעון, V0 = 0, ושואף אל V∞ = 10 V. נציב v = 5 V:
ועבור v = 9 V:
כדי להגיע לחצי המתח דרוש רק 0.69·τ, אבל כדי להגיע ל-90% דרוש 2.3·τ.
(א) את קבוע הזמן.
(ב) את מתח הקבל אחרי 1 s.
(ג) את הזמן שבו מתח הקבל מגיע ל-10 V.
(א) קבוע הזמן:
(ב) הקבל אינו מתחיל מאפס: V0 = 2 V, והוא שואף אל מתח המקור V∞ = 12 V:
(ג) נציב v = 10 V בנוסחת הזמן:
תגובת רשת LP לדופק:
הדופק הוא שתי מדרגות זו אחר זו: קפיצה כלפי מעלה ב-t = 0, וקפיצה כלפי מטה ב-t = tp. לכן פותרים בשני שלבים:
- בזמן הדופק (0 < t < tp): הקבל נטען מ-V0 = 0 לכיוון V∞ = V. בסוף הדופק הוא מגיע ל-V1, שאותו נחשב מהנוסחה הכללית.
- אחרי הדופק (t > tp): המבוא אפס, והקבל מתפרק מ-V0 = V1 לכיוון V∞ = 0 באותו קבוע זמן. את הזמן מודדים מחדש, החל מ-tp.
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| V1 | מתח המוצא בסוף הדופק | [V] |
| tp | רוחב הדופק | [s] |
| vo(t) | מתח המוצא אחרי סיום הדופק, t > tp | [V] |
צורת המוצא תלויה ביחס בין רוחב הדופק לקבוע הזמן. באיור, דופק שגובהו 5 V ורוחבו tp = 1 ms נכנס לשלוש רשתות LP שונות.
| המקרה | קבוע הזמן | המתח בסוף הדופק V1 | צורת המוצא |
|---|---|---|---|
| tp ≫ τ | 0.2 ms | 4.97 V | הקבל נטען במלואו ואחר כך מתפרק במלואו. המוצא דומה לדופק, אבל שתי החזיתות שלו מעוגלות |
| tp ≈ τ | 1 ms | 3.16 V | הקבל אינו מגיע ל-V. המוצא דומה לסנפיר של כריש |
| tp ≪ τ | 5 ms | 0.91 V | הקבל כמעט אינו נטען. המוצא קטן ועולה כמעט בקו ישר |
(א) בסוף הדופק.
(ב) ברגע t = 2 ms.
(א) בזמן הדופק הקבל נטען מ-V0 = 0 לכיוון V∞ = 5 V. נציב t = tp בנוסחה הכללית:
(ב) אחרי הדופק הקבל מתפרק: V0 = 3.16 V ו-V∞ = 0. הזמן שעבר מסוף הדופק הוא 2 − 1 = 1 ms:
תגובת רשת HP לדופק:
ברשת HP הקבל מחובר בטור למבוא, ומתחו אינו משתנה ברגע הקפיצה. לכן כל קפיצה במבוא עוברת כמות שהיא אל המוצא: אם המבוא קופץ ב-V כלפי מעלה, המוצא קופץ ב-V כלפי מעלה, ואם המבוא קופץ ב-V כלפי מטה, המוצא קופץ ב-V כלפי מטה. בין קפיצה לקפיצה המוצא חוזר לכיוון אפס באופן מעריכי.
- החזית העולה (t = 0): המוצא קופץ מ-0 אל V.
- בזמן הדופק: המוצא יורד מ-V0 = V לכיוון V∞ = 0, ובסוף הדופק הוא מגיע ל-V1, שאותו נחשב מהנוסחה הכללית.
- החזית היורדת (t = tp): המבוא קופץ ב-V כלפי מטה, והמוצא קופץ איתו אל V2 = V1 − V. זהו ערך שלילי.
- אחרי הדופק: המוצא חוזר מ-V0 = V2 לכיוון V∞ = 0, מן הצד השלילי.
| סימן | משמעות | יחידת מידה |
|---|---|---|
| V1 | מתח המוצא בסוף הדופק, לפני החזית היורדת | [V] |
| V2 | מתח המוצא מיד אחרי החזית היורדת (שלילי) | [V] |
| vo(t) | מתח המוצא אחרי סיום הדופק, t > tp | [V] |
| המקרה | קבוע הזמן | V1 | V2 | צורת המוצא |
|---|---|---|---|---|
| tp ≫ τ | 0.2 ms | 0.03 V | −4.97 V | דוקרן חיובי בחזית העולה ודוקרן שלילי בחזית היורדת |
| tp ≈ τ | 1 ms | 1.84 V | −3.16 V | דופק משופע, ואחריו זנב שלילי |
| tp ≪ τ | 5 ms | 4.09 V | −0.91 V | המוצא דומה לדופק עם שיפוע קטן בראשו, ואחריו זנב שלילי קטן וארוך |
(א) בתחילת הדופק.
(ב) בסוף הדופק, לפני החזית היורדת.
(ג) מיד אחרי החזית היורדת.
(ד) ברגע t = 2 ms.
(א) הקפיצה עוברת כולה אל המוצא: vo(0) = 5 V.
(ב) בזמן הדופק המוצא יורד מ-V0 = 5 V לכיוון V∞ = 0. נציב t = tp בנוסחה הכללית:
(ג) המבוא קופץ 5 V כלפי מטה, והמוצא קופץ איתו:
(ד) אחרי הדופק: V0 = −3.16 V ו-V∞ = 0:
(א) אם הרשת היא LP?
(ב) אם הרשת היא HP, לפני החזית היורדת ואחריה?
התגובה לאות ריבועי מחזורי:
האות הריבועי הוא דפקים שחוזרים על עצמם: חצי מזמן המחזור המתח V, ובחצי האחר אפס. מה שקובע את צורת המוצא הוא היחס בין זמן המחזור T לקבוע הזמן τ. בשני האיורים אות ריבועי בין 0 ל-5 V, זמן המחזור שלו T = 1 ms, והמוצא מסורטט אחרי שהמעגל התייצב (כפי שרואים אותו במשקף התנודות).
- T ≫ τ: בכל חצי מחזור הזמן מספיק לטעינה מלאה או לפריקה מלאה. המוצא הוא אות ריבועי שחזיתותיו מעוגלות. התנאי המעשי: T2 ≥ 5τ.
- T ≪ τ: הקבל כמעט אינו מספיק להיטען, וכבר הוא מתחיל להתפרק. המוצא מתנדנד מעט סביב הערך הממוצע של המבוא, V2 = 2.5 V, בין 2.38 V ל-2.62 V, וצורתו דומה לאות משולש. הרשת "מחליקה" את האות ומשאירה ממנו רק את המתח הישר.
- T ≫ τ: דוקרן חיובי בכל חזית עולה ודוקרן שלילי בכל חזית יורדת, וגובה כל אחד מהם V.
- T ≪ τ: המוצא הוא אות ריבועי שדומה למבוא, אבל הוא סימטרי סביב האפס: בין +2.5 V ל-−2.5 V בקירוב. הרשת מעבירה את השינויים המהירים ומסלקת את המתח הישר.
(א) נחשב את קבוע הזמן.
(ב) מהו התדר הגבוה ביותר שבו הקבל עדיין נטען ומתפרק במלואו בכל מחזור?
(ג) איך נראה המוצא בתדר 1 MHz?
(א) קבוע הזמן:
(ב) טעינה מלאה דורשת 5τ, והיא צריכה להסתיים בתוך חצי מחזור:
(ג) בתדר 1 MHz זמן המחזור T = 1 µs, והוא קטן בהרבה מ-τ = 10 µs. המוצא הוא בקירוב מתח ישר 2.5 V, ועליו אות משולש קטן.
מדוע "מעבירה נמוכים" ו"מעבירה גבוהים"?:
ראינו שהקבל זקוק לזמן כדי לשנות את מתחו. אות איטי (תדר נמוך, ובמקרה הקיצוני מתח ישר) נותן לו די זמן: מתח הקבל עוקב אחרי המבוא, ולכן האות מגיע למוצא של רשת LP ואינו מגיע למוצא של רשת HP. אות מהיר (תדר גבוה) אינו נותן לו זמן: מתח הקבל כמעט אינו משתנה, וכל השינוי מופיע על הנגד, כלומר במוצא של רשת HP. מכאן שני השמות: רשת LP מעבירה את התדרים הנמוכים, ורשת HP מעבירה את התדרים הגבוהים.
מעגלי טעינה ופריקה עם מפסק:
בשאלות רבות המילה "מדרגה" אינה מופיעה: במקומה יש מקור מתח ישר ומפסק. סגירת המפסק היא בדיוק אות מדרגה. פותרים תמיד באותם צעדים:
- נקבע את V0: מתח הקבל לפני הזזת המפסק. הוא אינו משתנה ברגע ההזזה.
- נקבע את V∞: מתח הקבל אחרי זמן רב, כאשר לא זורם בו זרם (נחליף אותו בנתק).
- נחשב τ = R·C, כאשר R היא ההתנגדות שדרכה זורם זרם הקבל במצב החדש של המפסק.
- נציב בנוסחה הכללית.
(א) את קבוע הזמן.
(ב) את הזרם ברגע הסגירה.
(ג) את מתח הקבל ואת מתח הנגד אחרי 0.2 s.
(ד) את הזרם באותו רגע.
(ה) אחרי כמה זמן מסתיימת הטעינה?
(א) קבוע הזמן:
(ב) ברגע הסגירה vC = 0, וכל מתח המקור נופל על הנגד:
(ג) הזמן המבוקש שווה לקבוע זמן אחד. V0 = 0 ו-V∞ = 12 V:
(ד) הזרם הוא זרם הנגד:
(ה) נחשיב את הטעינה כגמורה אחרי 5τ:
מעגל עם שני קבועי זמן:
כאשר המפסק משנה את ההתנגדות שדרכה הקבל נטען, קבוע הזמן משתנה באמצע הדרך. פותרים כל שלב בנפרד עם קבוע הזמן שלו, והערך שבו מסתיים שלב אחד הוא הערך ההתחלתי V0 של השלב הבא. מתח הקבל עצמו אינו קופץ ברגע הזזת המפסק.
(א) את קבוע הזמן כאשר המפסק פתוח.
(ב) את הרגע שבו סוגרים את המפסק.
(ג) את קבוע הזמן אחרי סגירת המפסק.
(ד) את מתח המוצא 10 ms אחרי סגירת המפסק.
(ה) כמה זמן אחרי סגירת המפסק מגיע המוצא ל-11 V? נסרטט את vo כפונקציה של הזמן.
(א) כאשר המפסק פתוח, זרם הקבל עובר ב-R1 וב-R2 בטור:
(ב) שלב ראשון: V0 = 0, V∞ = 12 V, ונחפש את הזמן שבו v = 6 V:
(ג) המפסק הסגור הוא קצר במקביל ל-R2, ולכן לא זורם בו זרם. נשאר רק R1:
(ד) שלב שני: מתח הקבל אינו קופץ, ולכן V0 = 6 V. הערך הסופי הוא עדיין V∞ = 12 V. את הזמן מודדים מרגע הסגירה:
(ה) נציב בנוסחת הזמן עם τ2:
עד רגע הסגירה הטעינה איטית (τ1 = 40 ms), ואחריו היא מהירה פי ארבעה (τ2 = 10 ms): בעקומה יש "שבר" ברור. הקו המקווקו מראה איך הייתה הטעינה נמשכת אילו נשאר המפסק פתוח.
מעגל השהיה עם משווה:
בפרק 4 למדנו שהמשווה משווה בין שני מתחים: אם V+ > V− המוצא שלו +Vsat, ואם V+ < V− המוצא שלו −Vsat. אם נחבר לאחד ממבואותיו קבל שנטען לאט, ולמבוא האחר מתח ייחוס קבוע, המוצא יתהפך אחרי זמן מוגדר מרגע סגירת המפסק. זהו מעגל השהיה.
(א) את מתח הייחוס Vref.
(ב) את קבוע הזמן.
(ג) את מתח המוצא מיד אחרי סגירת המפסק.
(ד) את הרגע שבו המוצא מתהפך.
(ה) איזה נגד R נבחר כדי שההשהיה תהיה 2 s? נסרטט את vC ואת Vo.
(א) לא נכנס זרם אל מבוא המגבר, ולכן R1 ו-R2 הם מחלק מתח:
(ב) מאותה סיבה כל הזרם של הנגד R טוען את הקבל:
(ג) בהתחלה V+ = vC = 0, והוא קטן מ-V− = Vref = 8 V, ולכן Vo = −Vsat = −12 V.
(ד) המוצא מתהפך כאשר מתח הקבל מגיע למתח הייחוס. הקבל נטען מ-V0 = 0 לכיוון V∞ = 12 V, ונחפש את הזמן שבו vC = 8 V:
החל מרגע זה V+ > V− והמוצא +12 V.
(ה) ההשהיה פרופורציונלית ל-τ, כלומר ל-R. נחלץ את R מאותה נוסחה:
סיכום נוסחאות הפרק:
| החוק | הנוסחה |
|---|---|
| קבוע הזמן | τ = R·C |
| הנוסחה הכללית למצב המעבר | v(t) = V∞ + (V0 − V∞)·e−Δtτ |
| הזמן הדרוש כדי להגיע למתח v | Δt = τ·ln(V0 − V∞v − V∞) |
| סוף מצב המעבר | t = 5·τ |
| רשת LP: התגובה לאות מדרגה (V0 = 0, V∞ = V) | vo = V·(1 − e−tτ) |
| רשת HP: התגובה לאות מדרגה (V0 = V, V∞ = 0) | vo = V·e−tτ |
| רשת LP: המתח בסוף הדופק | V1 = V + (0 − V)·e−tpτ |
| רשת HP: המתח לפני החזית היורדת | V1 = 0 + (V − 0)·e−tpτ |
| רשת HP: המתח אחרי החזית היורדת | V2 = V1 − V |
| הקשר בין המתחים ברשת | vi = vR + vC |
מילון מונחים:
| עברית | English | العربية |
|---|---|---|
| רשת מעבירה נמוכים | Low-pass network (LP) | مرشح الترددات المنخفضة |
| רשת מעבירה גבוהים | High-pass network (HP) | مرشح الترددات المرتفعة |
| תגובה | Response | الاستجابة |
| אות מדרגה | Step signal | إشارة الدرجة |
| דופק | Pulse | النبضة |
| רוחב הדופק | Pulse width | عرض النبضة |
| חזית עולה / יורדת | Rising / Falling edge | الحافة الصاعدة / الهابطة |
| קבוע זמן | Time constant | ثابت الزمن |
| טעינה / פריקה | Charging / Discharging | الشحن / التفريغ |
| מצב מעבר | Transient state | الحالة العابرة |
| מצב מתמיד | Steady state | الحالة المستقرة |
| ערך התחלתי / סופי | Initial / Final value | القيمة الابتدائية / النهائية |
| אות ריבועי | Square wave | إشارة مربعة |
| מעגל השהיה | Delay circuit | دائرة تأخير |
| משווה | Comparator | المُقارن |
| מתח ייחוס | Reference voltage | الجهد المرجعي |
שאלות לתרגול:
שאלות בגרות לפרק 8
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | Y ומתח המוצא (המפסק פתוח) | בפתרון המלא |
| סעיף ב | קבוע הזמן, זמן ההדלקה, ומתח X ב-t=20s | בפתרון המלא |
| סעיף ג | סרטוט X(t) ו-Vo(t) עבור 0<t<30s | בפתרון המלא |
| סעיף ד | הנגד R₄ להפעלה תקינה של ה-LED | R₄ = 960 Ω |
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | קבוע הזמן τ (המפסק פתוח) | τ = 25 s |
| סעיף ב | הזמן שבו המוצא מגיע ל-5V | t ≈ 7.19 s |
| סעיף ג | מתח המוצא 2 שניות אחרי סגירת המפסק | בפתרון המלא |
| סעיף ד | סרטוט Vo(t) | בפתרון המלא |
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | מתח המוצא Vo בזמנים t = 8s ו-t = 20s | Vo(8s) ≈ 7.36 V ; Vo(20s) ≈ 1.0 V |
| סעיף ב | סרטוט Vi(t) ו-Vo(t) בקטע 0 < t < 20s | בפתרון המלא |
| סעיף ג | פרק הזמן שבו נורית ה-LED דולקת | בפתרון המלא |
| סעיף ד | ערך הנגד R₂ לפעולה תקינה | R₂ = 400 Ω |
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | המתחים בנקודות A, B ובמוצא (המפסק פתוח) | בפתרון המלא |
| סעיף ב | צורות הגלים Vo ו-VB לאחר סגירת המפסק (0 ≤ t ≤ 50s) | בפתרון המלא |
| סעיף ג | הזמנים שבהם מתח המוצא משנה את ערכו | בפתרון המלא |
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | סרטוט מתח המוצא Vo(t) | בפתרון המלא |
| סעיף ב | הערך המרבי של Vo | Vo(max) ≈ 3.57 V |
| סעיף ג | מתח המוצא ב-t = 15 ms | Vo(15ms) ≈ 1.91 V |
| סעיף ד | הקטנת הנגד R פי שניים | בפתרון המלא |
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | סוג המסנן | בפתרון המלא |
| סעיף ב | צורת אות המוצא Vo(t) | בפתרון המלא |
| סעיף ג | מתח המוצא ב-t = 3 ms | Vo(3ms) ≈ -5.27 V |
| סעיף ד | הזמן t שבו Vo = -8V | t ≈ 2.58 ms |
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | המתח בנקודות A ו-B ומתח המוצא (המפסק פתוח) | בפתרון המלא |
| סעיף ב | סרטוט VB(t) ו-Vo(t) לאחר סגירת המפסק ב-t=0 | בפתרון המלא |
| סעיף ג | משך הזמן שבו נורית ה-LED דולקת | בפתרון המלא |
| סעיף ד | פתיחת המפסק ל-10 שניות וסגירתו מחדש | בפתרון המלא |
| סעיף | הנדרש | תשובה סופית |
|---|---|---|
| סעיף א | המתח בנקודה X | VX = 6 V |
| סעיף ב | סרטוט VC(t) ו-Vo(t) | בפתרון המלא |
| סעיף ג | הזמן עד הדלקת ה-LED | t ≈ 1.39 s |
| סעיף ד | ההתנגדות של הנגד RL | RL = 1050 Ω |