Elektronika füzetek V. Ellen rz

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA II.

BMF SZGTI 2006 FJ 1

Elektronika füzetek V.

Ellenőrző kérdések, gyakorló feladatok

Készítette: Fellegi József

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA II.

BMF SZGTI 2006 FJ 2

A füzet - bármely egyéni tanulást segítendő célkitűzéssel - elsősorban a KKVMF SZGTI hallgatói számára készült. Minden egyéb felhasználása csak hivatkozás megjelölésével, előzetes egyeztetés után történhet!

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA II.(minta-)VIZSGAFELADAT

BMF SZGTI 2006 FJ 3

I. BEUGRÓ KÉRDÉSEK (A helyes válasz 2 pontot ér, a minimális szint 6 pont. Idõtartam: 15 perc.)

1. Elemezzen egy három műveleti erősítővel kialakított mérőerősítőt és annak alkalmazhatóságát!

2. Sorolja fel az AB osztályú beállítás előnyeit és hátrányait! 3. Rajzoljon valamilyen LC oszcillátor alapkapcsolást! 4. Milyen esetekben gyújt be egy tirisztor? 5. Vesse össze egy analóg szabályozott tápegység jellemzőit egy kapcsolóüzemű

tápegység jellemzőivel, ha a kívánt kimenő teljesítmény 60W ! (Uki=5V)

II/1. Elemezze az alábbi kapcsolást!

S.szám I II/1 II/2 II/3 III ∑Elért pont: Max. pont.:

10 12 8 12 8 50

Műveleti erősítő: TL 084CD u1(t): 100mV-os beszédjel.

NÉV: M

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA II.(minta-)VIZSGAFELADAT

BMF SZGTI 2006 FJ 4

II/2. Méretezzen PIERCE oszcillátort 48 MHz-re, 3. harmonikuson rezgő kvarckristállyal, HC04U inverterek felhasználásával!

Adja meg a kapcsolási rajzot, és az alkalmazott kvarc kívánt jellemzőjét!

II/3. Elemezze az alábbi kapcsolást!

III. Elméleti kérdés „Az oszcilláció feltételei” (Időtartam 8 perc)

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA PÉLDATÁRMINIMUM KÉRDÉSEK

BMF SZGTI 2006 FJ 5

1. Rajzoljon egy differencia erősítőt TL072 típusú műveleti erősítőfelhasználásával! 2. Elemezzen egy három műveleti erősítővel kialakított mérőerősítőt és annak alkalmazhatóságát! 3. Milyen erősítő elrendezést használna EKG jelek erősítésére és miért? 4. Milyen módon tudná egy Si dióda küszöbfeszültségéből adódó problémákat

csökkenteni egy 500 Hz jel egyutas egyenirányításákor? 5. Egy precíziós egyenirányítóban a nem használt félhullám időtartamában

milyen módon akadályozható meg a műveleti erősítő telítése? 6. Szelektív erősítő tervezésekor (pl. sávszűrő megvalósítása a hangfrekvenciás

sávban) milyen feladatsort kell megoldani? 7. Sorolja fel egy aluláteresztő RC szűrős realizációjának lehetséges alaptagjait! 8. Milyen approximációkat ismer? 9. Hasonlítsa össze a Butterworth és az inverz Csebisev közelítéseket! 10. Rajzoljon egy T=0,1 s időállandójú integrátort! 11. Rajzolja le egy RC szűrős ME alaptag pólus-zérus elrendezését! 12.Többfokozatú erősítő kialakításakor milyen csatolási módok közül

választhatna, ha követelmény lenne az egyenáramú komponens átvitele? 13. Mi a különbség a kaszkád és a kaszkód megnevezésekkel jelölt fogalmak

között? 14. Mire használna egy kaszkód fokozatot? 15. Színes képcső videóerősítőjét kell megterveznie. Milyen kapcsolást

választana és miért? 16. Mikor használható az RC csatolás és milyen tulajdonságai vannak? 17. Mutassa be a fázishasító áramkört! 18. Mi az előnye a vertikális kialakítású DMOS eszköz használatának? 19. Sorolja fel a végfokozatok lehetséges munkapontbeállítási módjait! 20. Mi a B osztályú beállítás lényege? 21. Hogyan lehet az AB osztályú beállítást megoldani? 22. Magyarázza a D osztályú végfokozatok működését és ajánlott felhasználási

területét! Mi lehet a hátránya ennek az üzemmódnak? 23. Sorolja fel az AB osztályú beállítás előnyeit és hátrányait! 24. Hogyan lehet megoldani egy hangfrekvenciás végfokozat kimenetének

rövidzárvédelmét? 25. Írja fel az oszcilláció feltételeit! 26. Egy Meissner oszcillátorban mi határozza döntően meg a rezgés

frekvenciáját? 27. Egy LC oszcillátor kimenőjelének amplitúdóját mi határozza meg? 28. Hasonlísa össze a Colpitts és Hartley oszcillátorokat! 29. Miért előnyös a Clapp oszcillátor? 30. Milyen jellemzői vannak a kvarckristálynak, mint piezoelektromos

elemnek? 31. Hogyan lehet 5. felhangon rezgést kelteni egy kvarcoszcillátorban? 32. Milyen villamos helyettesítő képpel jellemezhető egy kvarckristály? 33. Hogyan határozza meg a kapcsolás jellege a kvarc típusát? 34. Mi a különbség egy soros rezonancián berezgetett kvarcoszcillátor és a

párhuzamos rezonanciájú között? 35. Rajzoljon egy 3. harmonikuson működő tranzisztoros Pierce oszcillátort!


BMF SZGTI 2006 FJ 6

36. Rajzoljon valamilyen LC oszcillátor alapkapcsolást! 37. Rajzoljon egy HCU04 inverterrekkel kialakított Pierce oszcillátort! 38. Mire használna egy Wien-hidas RC oszcillátort? 39. Hogyan lehet az amplitúdófeltételt biztosítani egy Wien-hidas

oszcillátorban? 40. Ismertesse a Wien-híd jellemzőit! Adja meg az elérhető legnagyob Q

értékét! 41. Mi határozza meg a frekvencia stabilitását egy oszcillátorban? 42. Ismertesse a kettős T-hálózattal kialakított RC oszcillátor működését! 43. Ismertesse az állapotváltozós technikával realizált kétfázisú RC oszcillátor

működésének alapjait! 44. Rajzoljon egy egyszerű soros feszültségszabályozót! 45. Egy soros feszültségszabályozó hurokerősítésének mértéke hogyan

befolyásolja a kimeneti jellemző stabilitását? Milyen eszközzel lehet a kívánt értéket elérni?

46. Milyen túláramvédelmelmi módokat használnak a tápegységekben? 47. Rajzolja le egy analóg feszültségszabályozó blokksémáját? 48. Milyen DC-DC konvertereket ismer? 49. Hasonlítsa össze az analóg és a kapcsolóüzemű tápegységeket hatásfok,

terhelhetőség, EMI és stabilitás szempontjából! 50. Rajzolja le a feszültségcsökkentő DC-DC konverter elvi működését

bemutató kapcsolást! 51. Milyen alapkapcsolással készítene egy +5V-os stabil feszültségből –12 V-os

kimenetet? 52. Rajzoljon elvi vázlatot egy +5V-ból +15V-ot előállító áramkörre! 53. Ismertesse a kapcsolóüzemű kontrollerek főbb funkcionális egységeit, és

működésük elvét! 54. Ismertesse a blocking oszcillátort! Mire használható? 55. Mutassa be a kétbázisú tranzisztort és alapvető tulajdonságait! 56. Adja meg egy PUT helyettesítő kapcsolását, és ismertesse működésének

lényegét! 57. Miben különböznek, avagy mennyiben azonosak egymással a következő

eszközök: PUT, négyrétegű dióda, tirisztor ? 58. Milyen esetekben gyújt be egy tirisztor? 59. Vesse össze egy analóg szabályozott tápegység jellemzőit egy

kapcsolóüzemű tápegység jellemzőivel, ha a kívánt kimenő teljesítmény 60W ! (Uki=5V)

60. Mi a szerepe a szimisztor parazita diódáinak? 62. Milyen elven működik egy tirisztoros teljesítmény vezérlés? 63. Hogyan lehet a tirisztor polaritásfüggése ellenére kétutas teljesitmény

vezérlést készíteni? 64. Milyen elemmel lehet egyszerűen megoldani a triac vezérlését? 65. Milyen módon készíthető szorzóáramkör? 66. Ismertesse a logaritmikus és exponenciális karakterisztikájú erősítőkkel

megvalósított szorzó működési elvét? 67. Mi a hátránya az egy műveleti erősítővel kialakított logaritmikus

erősítőnek? Milyen megoldással lehet ezt kiküszöbölni? 68. Mi a TFK áramkör működésének lényege és mire használható? 69. Rajzolja le a rádiófrekvenciás, koszinuszos feszültség-idő függvények

összeszorzására alkalmas elrendezést!


BMF SZGTI 2006 FJ 7

70. Ismertesse a feszültségvezérelt áramosztóval kivitelezett szorzó működését! 71. Elemezze egy PN átmenet kapcsolási tranziensét! 72. Elemezze egy BJT kapcsolási tranziensét! 73. Elemezze egy MOSFET kapcsolási tranziensét! 74. Elemezze egy kapacitással terhelt kör tranziensét, ha a kapcsolóelem

maradékfeszültséggel és soros ellenállással, illetve lezárt állapotában maradékárammal jellemzett!

75. Elemezze egy induktív terhelés kapcsolási tranzienseit! 76. Mi határozza meg egy kapcsolásban az aktív elem feszültség

igénybevételének határértékét? 77. Hogyan hat a meghajtófokozat jellemzője a kapcsolóelem határértékeire?

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA PÉLDATÁRELMÉLETI KÉRDÉSEK

BMF SZGTI 2006 FJ 8

1. A műveleti erősítővel felépített integrátor és differencia erősítő.2. A CMRR javításának szükségessége és lehetőségei. 3. Precíziós mérőegyenirányítók. 4. Szelektív erősítők.5. Aktív RC szűrők.6. Csatolási módok. 7. A kaszkód fokozat. 8. A vertikális DMOS eszköz. 9. Teljesítményerősítők.10. Teljesítményerősítők túláramvédelme. 11. Az oszcilláció feltételei. 12. LC oszcillátorok. 13. Kvarcoszcillátorok. 14. RC oszcillátorok. 15. Analó feszültségszabályozók. 16. A feszültségszabályozók túláramvédelmének megoldásai. 17. A referencia feszültség előállítása. 18. Kapcsolóüzemű feszültségátalakítók alaptípusai. 19. Kapcsolóüzemű tápegységek. 20. Impulzustechnikai áramkörök. 21. A teljesítményvezérlés megoldásai, eszközei. 22. Analóg szorzók. 23. Félvezetők kapcsolóüzeme. 24. Induktív terhelések kikapcsolási tranziense. 25. Logaritmikus és exponenciális karakterisztikájú erősítők.

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA PÉLDATÁRGYAKORLÓ FELADATOK

BMF SZGTI 2006 FJ 9

1.

BMF KKVMF SZÁMÍTÓGÉPTECHNIKAI INTÉZET ELEKTRONIKA PÉLDATÁRKAPCSOLÁSOK ELEMZÉSE

BMF SZGTI 2006 FJ 10

K_1. Videó erősítő1 BJT-vel A kapcsolás egyenáramúlag csatolt, nagyfrekvenciás komplementer tranzisztorpárral felépített, negatív feszültség visszacsatolással ellátott kétfokozatú videóerősítő. (Használata: VIDEOTON televíziókészülékek videojel erősítőjeként, a TDA9808-al felépített középfrekvenciás erősítőben, a szinkron demodulátor után.) Egyenáramú munkapont: a V2 telep 2V-os egyenszintet ad Q1 bázisára, munkapontbeállításként. Ebből következik, hogy Q1 emittere kb. 0,65 V-al alacsonyabban van. R2 árama: IR2=(2-0,65)/R2=IEM1+ICM2=2,8 mA. ICM1≈IEM1≈650-700 µA kell legyen, hogy Q2-t az R1-en átfolyó áram normál aktív üzemállapotba állítsa. Ezekből ICM2≅2,15 mA adódik.

Q2 kollektora (kimenet) vezérlés nélkül UCM2=UEM1+ICM2*R3=2,36 V potenciálon van. Az egyenáramú viszonyokat a szimulációval nyert transzfer karakterisztika mutatja be.

Váltóáramú analízis: FE-FE kaszkád erősítő, negatív visszacsatolással. A visszacsatolást megszüntetve, a fokozatok erősítései: AU1=-S1Rt≈-(ICM1/UT)*(R1xrb2)=-26*0,547=-14; AU2=-S2Rt≈-(ICM2/UT)*(R2+R3)=-26*0,94=-78; Ezzel Auo≈1000; Negatív, soros feszültségvisszacsatolással:

1 A kapcsolási rajzok és a szimulációk az MC7S áramkörszimulációs programmal készültek.A rajzjeleket itt eredeti állapotában hagytuk.

V2=+2 [V]; V3=+5 [V] Q1=2N3904, Q2=2N3905 V4=0,5 [Vpp], 4 MHz-es négyszögjel



βU=R2/(R3+R2)=0,5; AUV=AU0/(1+H)=1000/(1+Auo*βU)=1,996 Frekvenciamenet: kis visszaható kapacitással rendelkező tranzisztorokat használva (2N3904, 2N3905) az áramkör néhányszor 10 MHz-ig használható, mivel most csak az aktív elemek korlátozzák a felső határfrekvenciát. Hangfrekvenciás tranzisztorokkal (BC182, BC212) csak 4-6 MHz lenne ez az érték.

Az áramkör jelátvitele 4 MHz-es, 1 V amplitúdójú négyszögjelre az alábbi ábrán látható. Megfigyelhető a kikapcsolási tranziens, és annak jellege.



K_2. Másodfokú szűrő alaptag (MA) műveleti erősítőkkel

A kapcsolás két integrátort és egy összegző erősítőt tartalmaz. Tulajdon-képpen a csillapított rezgőmozgás analóg számítógépes modellje, amint ez a következő levezetésből ki is derül. Hangfrekvenciás tartományban gyak-ran használt szűrőkapcsolás.



Az összegző erősítőre kimenetére felírható az első egyenlet operátor-tartományban. Az integrátorok hatását figyelembevéve adódik az eredőátviteli függvény a v(1) pontra, ahol felüláteresztő másodfokú frekvencia jelleggörbét lehet megfigyelni eredményképpen. Az első integrátor után (6 pont) sávszűrő jellegű, majd a második integrálás után aluláteresztő (LP) függvénymenetet kapunk. (3 pont)

;)65(5

2......:.........;....1...)65(

5*2;........)65(6*2;.........1)(

)()(

2413......;.....1)()(........;.....1)()(

;)65(6

121;......)65(

5121;.....11

2

3)(......);.....(*)(*)(*)(

0

22

221

1

221316

631

RRRBtényezősicsillapítáaéstöréspontT

RRRBRR

RCTssBTTsCsUbe

sUsA

CRCRTaholTssUsUéssTsUsU

RRR

RRCRR

RRRBR

RA

VsUbeaholsUbeCsUBsUAsU

UV

+===

+=

+=

++==

===−=

+

+=+

+===

=++−=

ξω

A kapcsolás zérus beiktatásával ellipitikus alaptaggá (ME) bővíthető.



K_3. Nagyfrekvenciás CLAPP oszcillátor



K_4. GILBERT cella, szorzóáramkör

Az eredményen jól látszik, hogy megjelent a különbségi jel (50 MHz) és az összegjel is, de már kis amplitúdóval. Miután kétszeresen kiegyelített, szimmetrikus az áramkör, a bemenő összetevők nem látszanak a kimeneten.



Documents

Elektronika füzetek V. Ellen rz