Allmänt

Ohms lag

`V = Ri`

Växel till likström (RMS)

`V_(dc) = V_(ac)/sqrt(2)`

Strömdelare

`i_x = (R_T)/(R_x+R_T)*i_T`

Spänningsdelare

`V = (R_2)/(R_1+R_2)*V_s`

Parallella motstånd

`R_T = (R_1*R_2)/(R_1+R_2)`

Power (likström)

`P = Vi`

Power

Reactive power

`P = V_(rms)*I_(rms)*Sin(theta)`
`theta = V_theta - I_theta`

Average power

`P = V_(rms)*I_(rms)*Cos(theta)`
`theta = V_theta - I_theta`

Apparent power

`P = V_(rms)*I_(rms)`

Power Factor

`cos(theta)`
`theta = V_theta - I_theta`

Complex Power[VA]

`hat s = P + jQ`
`P` reell power, `jQ` reactive power

Resonans (RLC-kretsar)

Resonansfrekvens

`f_0 = 1/(sqrt(LC)2pi)`

Kvalitetsfaktor

`Q_s = (2pi f_0 L)/R`

Q-faktor

`Q = f_0/B`

Bandbredd

`B = f_0/Q_s = R/(2piL)`

Impedans (induktor)

`Z_L = j 2pi f_0 L`

Impedans (kondensator)

`Z_C = -j 1/(2pi f_0 C)`

Glosor

Relation mellan dB och värde

`|H(omega)|_(dB) = 20 log_(10)(|H(omega)|)`

Parallell: Samma ändpunkter.

Serie: Sammankopplade i en kedja

Namn Prefix Tiopotens
Giga G `10^12`
Mega M `10^6`
Kilo k `10^3`
Milli m `10^-3`
Mikro µ `10^-6`
Nano n `10^-9`
Piko p `10^-12`

Thevinin[V]/Norton[I]

`R_t = V_(OC)/I_(SC)`
Kortslut spänningskällor, koppla bort strömkällor

Polär form till rektangulär form

`r*e^theta = a+bj; a = r*cos(theta); b = r*sin(theta)`

Rektangulär till polär form

`a+bj = r*e^theta; r = sqrt(a^2+b^2) theta = tan^-1(b/a)`

Vinkelfrekvens

`omega = (2pi)/T = 2pi f`
Lågpassfilter: Utsignalen mäts över kondensatorn
Högpassfilter: Utsignalen mäts över motståndet.
Obs! Tvärtom utifall kondensatorn byts ut mot induktor (spole)

Induktor (spole)

`tau=L/R`

Spänning[V]

`V_L(t) = L (di)/(dt) = V_s e^(-t/tau)`

Impedans [Ω]

`Z_L = jomegaL`

Total induktans[H]

Parallell: `L_t=1/(1/L_1+1/L_2)` Serie: `L_t=L_1+L_2`

Ström[A]

`i(t)=V_s/R(1-e^(-t/tau))`

Kondensator

Spänning med spänningskälla[V]

`V_c(t) = V_s-V_s e^(-t/tau)`,
`V_s` spänningskälla, `C` kapacitans (farader). `tau = RC`

Spänning utan spänningskälla[V]

`V_c(t) = V_ie^(-t/tau)`
`V_i` lagrad spänning i kondensatorn, `tau = RC`

Energi [J]

`w(t) = 1/2C*V^2(t)`

Impedans[Ω]

`Z_c = 1/(jomegaC)`

Ström relativt spänningen över en kondensator[A]

`i_c(t) = C(dv)/(dt)`

Total kapacitans[F]

Parallell: `C_t=C_1+C_2`
Serie: `C_t=1/(1/C_1+1/C_2)`

Första ordningens lågpassfilter

`H(f) = 1/(1+j(f/f_B)) = V_(o u t)/V_(i n)`
`f_B = 1/(2pi tau)`

Första ordningens högpassfilter

`H(f) = (j(f/f_B))/(1+j(f/f_B)) = V_(i n)/V_(o u t)`

Kapacitans relativt laddning och spänning

`C=q/V`

Dioder

Thermal Voltage

`V_T = (kT)/q ~= 0.026` då `T = 300`
`k = 1.38*10^(-23), q = 1.6*10^(-19), T [K]`

Ström genom en transistor (Shockley equation)

`i_D = I_s[exp(v_D/(nV_t))-1]`
`n = 1 vv 2` (materialberoende)`, V_t=(kT)/q, T` temperatur `
k=1.38*10^-23, q=1.6*10^-19`

Förstärkare

Illustration av förstärkare och input-voltage

Input voltage

`V_i = R_i/(R_i+R_s)*V_s`
(Voltage divider)

Output voltage

`V_o = R_L/(R_o + R_L)*A_(v o c)V_i`
(Voltage divider)

Förstärkning relativt source

`A_(vs) = V_o/V_s`

Förstärkning relativt input-voltage

`A_v = V_o/V_i`

Current gain

`A_i = I_o/I_i = (v_o/R_L)/(v_i/R_i) = A_v R_i/R_L`

Power gain

`G = P_o/P_i = (V_oI_o)/(V_iI_i) = A_vA_i = (A_v)^2 R_i/R_L`
Amplifier type `R_i` `R_o` Gain
Voltage `oo` `0` `A_(v o c)`
Current `0` `oo` `A_(i s c)`
Transconductance `oo` `oo` `G_(m s c)`
Transresistance `0` `0` `R_(m o c)`
`R_i` input impedance, `R_o` output impedance
I verkligheten så är impedanserna inte `0` eller `oo`.
`R < 100 Ω` brukar räknas som `0`, `R > 1MΩ` som `oo`.
Observera att det är relationen mellan `R_i` och `R_o` som bestämmer

Förstärkare i serie (cascade connection)


`A_v = A_(v_1)*A_(v_2)`

Obs! Glosa för kondensator/induktor

Parallell impedans[Ω]

`Z_t = 1/(1/Z_1+1/Z_2)`

Seriell impedans[Ω]

`Z_t=Z_1+Z_2`

Differential amplifier

Differential signal

`v_(id) = v_(i_1) - v_(i_2)`

Differential gain

`v_o = A_d v_(id)`

Common mode signal

`v_(i c m) = 1/2(v_(i_1) + v_(i_2))`

Common-Mode Rejection Ratio

`v_o = A_d v_(id) + A_(cm) v_(i c m)`

Common-mode rejection ratio

`CMR R = 20*log_10(|A_d|/|A_(cm)|)`

Operational Amp

Voltage follower

En voltage follower har alltid `A_v = 1`.

Transistorer

MOSFET regioner

Region Villkor
Triode region `V_(DS) < V_(GS) - V_(t o) ^^ V_(GS) >= V_(t o)`
Saturation region `V_(GS) >= V_(t o) ^^ V_(DS) >= V_(GS) - V_(t o)`
Cutoff region `i_D = 0 iff V_(GS) < V_(t o)`

Analog/Digital omvandling (ADC)

Voltage från en sensor

`V_in = V_(bb"sensor") R_(i n)/(R_(i n)+R_(bb"sensor"))`

Samlingsteoremet

För att bevara all information bör samlingsfrekvensen vara `f_s > 2*f_(max)`

Antal bitar för noggrann mätning

`n = Log(p)/Log(2)`