1 Dana jest funkcja logiczna f(x 3, x 2, x 1, x 0 )= (1, 3, 5, 7, 12, 13, 15 (4, 6, 9))*.

Podobne dokumenty
2 Dana jest funkcja logiczna w następującej postaci: f(a,b,c,d) = Σ(0,2,5,8,10,13): a) zminimalizuj tę funkcję korzystając z tablic Karnaugh,

EUROELEKTRA. Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. Rok szkolny 2012/2013. Zadania dla grupy elektronicznej na zawody II stopnia

Realizacja regulatorów analogowych za pomocą wzmacniaczy operacyjnych. Instytut Automatyki PŁ

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych test kompetencji zagadnienia

Zespół Szkół Łączności w Krakowie. Badanie parametrów wzmacniacza mocy. Nr w dzienniku. Imię i nazwisko

Politechnika Białostocka

Statyczne badanie wzmacniacza operacyjnego - ćwiczenie 7

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs

Zaznacz właściwą odpowiedź

Rys. 1 Schemat układu L 2 R 2 E C 1. t(0+)

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

PROTOKÓŁ POMIAROWY - SPRAWOZDANIE

Wzmacniacze operacyjne

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2015/2016

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2012/2013 Zadania dla grupy elektronicznej na zawody III stopnia

1 Wyznaczyć zastępczą impedancję zespoloną dwójnika przedstawionego na rys.1 dla trzech wartości pulsacji: a) = 0, b) = 1 krad/s, c) = 2 krad/s.

Wydział IMiC Zadania z elektrotechniki i elektroniki AMD 2014 AMD

ZŁĄCZOWY TRANZYSTOR POLOWY

Politechnika Białostocka

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

SERIA IV. 1. Tranzystor unipolarny: budowa, symbole, zastosowanie, parametry.

Wzmacniacze, wzmacniacze operacyjne

Ćwiczenie - 9. Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

EUROELEKTRA. Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. Rok szkolny 2013/2014

Liniowe układy scalone. Filtry aktywne w oparciu o wzmacniacze operacyjne

W celu obliczenia charakterystyki częstotliwościowej zastosujemy wzór 1. charakterystyka amplitudowa 0,

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)

ZŁĄCZOWE TRANZYSTORY POLOWE

Elektronika. Wzmacniacz operacyjny

ĆWICZENIE 15 BADANIE WZMACNIACZY MOCY MAŁEJ CZĘSTOTLIWOŚCI

Rys. 1. Wzmacniacz odwracający

Politechnika Białostocka

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Laboratorium Podstaw Pomiarów

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Ćw. III. Dioda Zenera

ZASTOSOWANIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

PODSTAWY ELEKTRONIKI TEMATY ZALICZENIOWE

1. Zarys właściwości półprzewodników 2. Zjawiska kontaktowe 3. Diody 4. Tranzystory bipolarne

Ćwiczenie nr 10. Pomiar rezystancji metodą techniczną. Celem ćwiczenia jest praktyczne zapoznanie się z różnymi metodami pomiaru rezystancji.

Temat: Wzmacniacze operacyjne wprowadzenie

Badanie tranzystorów MOSFET

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

WZMACNIACZ OPERACYJNY

Pomiar charakterystyk statycznych tranzystora JFET oraz badanie własności sterowanego dzielnika napięcia.

ĆWICZENIE 14 BADANIE SCALONYCH WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Ćwiczenie 9 TRANZYSTORY POLOWE MOS

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 10

Projekt z Układów Elektronicznych 1

Analiza właściwości filtrów dolnoprzepustowych

CEL ĆWICZENIA: Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zastosowaniem diod i wzmacniacza operacyjnego

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Badanie wzmacniacza operacyjnego

Politechnika Białostocka

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

I-21 WYDZIAŁ PPT LABORATORIUM Z ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI

LABORATORIUM PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH

Wydział Elektryczny. Temat i plan wykładu. Politechnika Białostocka. Wzmacniacze

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Liniowe układy scalone w technice cyfrowej

Ćwiczenie 2 LABORATORIUM ELEKTRONIKI POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

5 Filtry drugiego rzędu

1 Układy wzmacniaczy operacyjnych

płytka montażowa z tranzystorami i rezystorami, pokazana na rysunku 1. płytka montażowa do badania przerzutnika astabilnego U CC T 2 masa

Wzmacniacz operacyjny

Badanie wzmacniacza niskiej częstotliwości

LABORATORIUM ELEKTRONIKI ĆWICZENIE 4 POLITECHNIKA ŁÓDZKA KATEDRA PRZYRZĄDÓW PÓŁPRZEWODNIKOWYCH I OPTOELEKTRONICZNYCH

WZMACNIACZ ODWRACAJĄCY.

Własności i charakterystyki czwórników

Laboratorium Elektroniki

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

Ćwiczenie 24 Temat: Układy bramek logicznych pomiar napięcia i prądu. Cel ćwiczenia

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

TRANZYSTOR UNIPOLARNY MOS

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, WYDZIAŁ PPT I-21 LABORATORIUM Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 2

Uniwersytet Pedagogiczny

TRANZYSTOR UNIPOLARNY MOS

Budowa. Metoda wytwarzania

1 Tranzystor MOS. 1.1 Stanowisko laboratoryjne. 1 TRANZYSTOR MOS

Ćwiczenie 17 Temat: Własności tranzystora JFET i MOSFET. Cel ćwiczenia

Zaznacz właściwą odpowiedź

A-6. Wzmacniacze operacyjne w układach nieliniowych (diody)

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

2. Który oscylogram przedstawia przebieg o następujących parametrach amplitudowo-czasowych: Upp=4V, f=5khz.

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

2. Narysuj schemat zastępczy rzeczywistego źródła napięcia i oznacz jego elementy.

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Filtry aktywne filtr górnoprzepustowy

Wydział Elektroniki Mikrosystemów i Fotoniki Politechniki Wrocławskiej STUDIA DZIENNE. Badanie tranzystorów unipolarnych typu JFET i MOSFET

LABORATORIUM ELEKTRONICZNYCH UKŁADÓW POMIAROWYCH I WYKONAWCZYCH. Badanie detektorów szczytowych

(12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) (13) B1

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 2015/2016. Zadania z elektroniki na zawody I stopnia

Pomiar rezystancji metodą techniczną

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Ćwiczenie 4. Parametry statyczne tranzystorów polowych JFET i MOSFET

Rys Schemat parametrycznego stabilizatora napięcia

Transkrypt:

EUROELEKTRA Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej Rok szkolny 0/0 Odpowiedzi do zadań dla grupy elektronicznej na zawody II stopnia (okręgowe) Dana jest funkcja logiczna f(x 3, x, x, x 0 )=(, 3, 5, 7,, 3, 5 (4, 6, 9))*. a) Zminimalizuj (na ile jest to tylko możliwe) powyższą funkcję, korzystając z tablic Karnaugh. b) Narysuj schemat zminimalizowanej funkcji z wykorzystaniem tylko bramek NAND. * Uwaga: Te podane cyfry w nawiasach: (4, 6, 9) odnoszą się do tzw. stanów obojętnych. Odpowiedź: odaną w zadaniu funkcję minimalizuje się przy wykorzystaniu pokazanej poniżej tablicy Karnaugha. x 3 x x x 0 00 0 0 00 x 0 x 0 x o minimalizacji uzyskuje się następującą funkcję: y x3 x0 x x0 x x Równaniu temu odpowiada układ pokazany na rysunku poniżej.. *.Zadanie wykonać można również wykorzystując wyłącznie dwuwejściowe bramki NAND zgodnie z funkcją: y ( x3 x0 ) x ( x0 x ).

W układzie pokazanym na rys. przeprowadzono pomiar mocy wydzielanej w rezystorze R metodą pośrednią, wykorzystując zmierzone za pomocą woltomierza i amperomierza wartości napięcia U i prądu I A. Wyznaczyć systematyczny błąd pomiaru mocy wiedząc, że rezystancja wewnętrzna woltomierza wynosi 00 k, rezystancja wewnętrzna amperomierza 0,, klasa obu przyrządów pomiarowych wynosi, a uzyskane wyniki pomiarów wynoszą: I A = 0,5 A (na zakresie A) oraz U = 0 (na zakresie 30 ). A I A E U R Rys.

Odpowiedź: Wzór metody ma postać p U I A Błąd systematyczny wynika z niedokładności zastosowanych przyrządów pomiarowych, A i, oraz z niezerowej rezystancji wewnętrznej amperomierza RA. Błąd wyrażony jest wzorem A RA Błąd wynikający z niedokładności amperomierza stanowi iloczyn napięcia U zmierzonego przez woltomierz oraz bezwzględnego błędu pomiaru prądu. Opisany jest on wzorem kli zak % A A U 0 0, W 00% 00% Z kolei, błąd wynikający z niedokładności woltomierza stanowi iloczyn prądu I A zmierzonego przez amperomierz oraz bezwzględnego błędu pomiaru napięcia. Opisany jest on wzorem klu zak % 30 I A 0,5A 0, 5W 00% 00% Błąd wynikający z niezerowej rezystancji amperomierza równy jest mocy traconej w amperomierzu i wynosi R I 0, 0,5A 0, W RA A A 05 Sumując wymienione składniki błędu, uzyskuje się błąd bezwzględny pomiaru mocy równy 0,3W, co odpowiada błędowi względnemu 0,3W 00% 0, 06 00% 6% 0 0,5A. 3 W układzie z rys. tranzystor JFET z kanałem typu n zasilany jest ze źródła napięciowego E G o wydajności przedstawionej na rys.3. Wyznaczyć i naszkicować czasowy przebieg napięcia U DS między drenem a źródłem tego tranzystora, wiedząc, że napięcie odcięcia tranzystora U = -3, a prąd I DSS = 9 ma. R D k R G 0 k T U DS E D = 0 E G Rys.

Rys. 3 Odpowiedź: W zadaniu wykorzystuje się stałoprądowy model tranzystora polowego dany wzorem 0 dla ugs U id B ugs U dla 0 ugs U uds () B ugs U uds u dla 0 ugs U u DS DS W oparciu o podaną w zadaniu wartość parametru I DSS wyznacza się wartość parametru B ze wzoru I DSS 9mA ma B () U p 3 Dalej należy określić kolejno, w którym zakresie pracy tranzystora znajduje się jego punkt pracy w poszczególnych chwilach czasu i zastosować odpowiednią formułę z równania (). I tak, dla czasów t< od ok.,5 s tranzystor pracuje w zakresie odcięcia, bo u GS <U ; wówczas i D = 0. Dla t> od ok..5s tranzystor pracuje w zakresie nasycenia lub nienasycenia. Granicę między tymi przedziałami wyznacza się rozwiązując układ równań o postaci id B u DS (3) ED RD id uds Z rozwiązania tego układu uzyskuje się, przy uwzględnieniu danych liczbowych, i D = 8,53 ma, u DS =,9. Stąd dla u GS < -0,08 tranzystor pracuje w zakresie nasycenia. A zatem dla czasu t(od ok.,5s; przebieg prądu drenu dany jest wzorem ma i D t 4,5 5 3 t s (4) s Dla czasu z przedziału od s do 5s tranzystor pracuje również w zakresie nasycenia, a prąd drenu wynosi ma i D t 0,5 3 6, 5mA (5) Z kolei, dla czasów t(5s;6 prąd drenu opisany jest zależnością ma i D t,5 5 0,5 3 t s s (6) Dla czasów t > 6s prąd drenu jest stały i wynosi

ma i D t 3 ma (7) Czasowy przebieg prądu i D i napięcia u DS (które uzyskać można na podstawie wzoru 3) pokazano na rysunku poniżej. *Za poprawne rozwiązania uznać można również te, w których dokonano poprawnej analizy pracy tranzystora w odpowiednich punktach (przedziałach) czasu, a następnie w oparciu o znane z literatury wzory obliczono wartości prądu drenu i szukanego napięcia w tych punktach.

4 Dany jest, przedstawiony na rys. 4, schemat ideowy wzmacniacza napięciowego oraz model małosygnałowy (rys. 5) wykorzystanego w nim tranzystora dla zakresu małych częstotliwości. Oblicz parametry małosygnałowe tego wzmacniacza w paśmie przenoszenia, tj. wzmocnienie napięciowe (A u ) oraz impedancję wejściową (Z we ) i wyjściową (Z wy ). +E WE C S R D J C S WY U gs G I d =g m U gs D U ds R G R S C S S Rys.4 Rys.5 Odpowiedź: W celu rozwiązania zadania należy narysować małosygnałowy schemat zastępczy wzmacniacza. WE G D WY U gs R G I d =g m U gs R D U ds S Schemat małosygnałowy analizowanego wzmacniacza W oparciu o schemat małosygnałowy można napisać I R U d d D I g g m U gs m R U D gs ds U ds Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza wynosi zatem def U wy U ds Au gmrd U U we gs Impedancja wejściowa wynosi Zwe R G Impedancja wyjściowa wynosi Z wy R D

5 Dany jest, przedstawiony na rys. 6, schemat filtru aktywnego pierwszego rzędu ze wzmacniaczem operacyjnym. Oblicz transmitancję operatorową filtru, określ rozmieszczenie zer i biegunów transmitancji oraz naszkicuj asymptotyczne charakterystyki częstotliwościowe transmitancji (amplitudową i fazową). C R R u WE + u WY Rys.6

Odpowiedź: Wzmacniacz operacyjny pracuje w konfiguracji odwracającej fazę, a zatem transmitancję operatorową filtru można zapisać w postaci Z( T(, Z( gdzie R R Z( sc oraz Z ( R, R scr sc a zatem R R T( scr R R scr W dziedzinie pulsacji zespolonej transmitancja filtru ma postać R T( j). R jcr Układ nie posiada zer transmitancji, posiada natomiast pojedynczy biegun przy pulsacji B CR B CR Charakterystyka filtru jest typu dolnoprzepustowego, a wzmocnienie w paśmie przenoszenia wynosi R T0. R T [db] T 0 0dB/dek -0dB/dek B (log) Asymptotyczna charakterystyka amplitudowa analizowanego filtru j [ ] -80-5 -70 B (log) Asymptotyczna charakterystyka fazowa analizowanego filtru

6 Dany jest schemat układu ze wzmacniaczem operacyjnym pokazany na rys 7. rzyjmując idealne modele elementów w układzie, przeanalizuj jego działanie oraz narysuj charakterystykę U WY =f(u WE ). W analizie przyjmij jednakowe napięcia Zenera obydwu diod U Z =U Z =4,3, napięcia przewodzenia U =U =0,7 oraz jednakowe wartości rezystorów (R =R ). Określ funkcję, jaką realizuje ten układ. D Z D Z R R u WE + u WY Odpowiedź: Rys.7 Dla napięć wejściowych mniejszych od ( U U ) Z 4,3 0,7 5 oraz większych od ( U U ) (4,3 0,7 ) gałąź pętli sprzężenia zwrotnego zawierająca diody jest Z 5 R rozwarta, a o właściwościach układu decydują rezystory. R =R, a zatem A u. R W wymienionym zakresie napięć układ działa jak liniowy wzmacniacz napięciowy. Z kolei dla napięć wejściowych większych od ( U U ) Z 5 oraz mniejszych od ( UZ U) 5, o właściwościach układu decydują diody, powodując ograniczenie napięcia wyjściowego do wartości ( UZ U) 5 dla napięć dodatnich oraz ( UZ U ) 5 dla napięć ujemnych na wejściu. Charakterystyka przejściowa układu ma zatem postać pokazaną na rysunku poniżej, a układ pełni rolę symetrycznego ogranicznika napięcia. Charakterystyka przejściowa analizowanego układu Opracowali: Sprawdził: Zatwierdził: dr hab inż. K. Górecki, prof. AM dr inż. T. Talaśka rzewodniczący dr inż.. Kaczorek Rady Naukowej Olimpiady dr inż. K. osobkiewicz dr hab. inż. A. Borys