Laboratórium 1 - 2006 őszi ZH megoldások

Ez az oldal a korábbi SCH wiki-ről lett áthozva. Az eredeti változata itt érhető el.

Ha úgy érzed, hogy bármilyen formázási vagy tartalmi probléma van vele, akkor kérlek javíts rajta egy rövid szerkesztéssel.

Ha nem tudod, hogyan indulj el, olvasd el a migrálási útmutatót

Labor 1. - 2006ZH

1. Időben periodikusan változó jelek esetén definiálja a következő jellemzőket

• egyszerű középérték

[math] U_0=\frac{1}{T}\int_0^Tu(t)dt[/math]

• abszolút középérték

[math] U_k=\frac{1}{T}\int_0^T \left| u(t) \right| dt[/math]

• effektívérték

[math] U=\sqrt{\frac{1}{T}\int_0^T(u(t))^2dt}[/math]

• csúcstényező, formatényező:

[math] k_{cs}=\frac{U_{csucs}}{U}, k_f=\frac{U}{U_k} [/math]

2. Egy hosszú koaxiális kábel hibájának helyét szeretnénk meghatározni reflexióméréssel az időtartományban. Ennek érdekében ugrásjelet adunk egy soros ellenálláson keresztül a kábelre. A soros ellenállás értéke megegyezik a kábel hullámimpedanciájával, a generátor kimeneti ellenállását elhanyagoljuk.

• Rajzolja fel, hogy milyen jelalak mérhető a kábel bemenetén, ha a hibahelyen a lezárás [math] Z_L=3Z_0 [/math]

A lépésfüggvény megjelenésekor az energiamentes tápvonal bemenete [math]Z_0[/math] impedanciát mutat függetlenül a terheléstől, így le kell osztani a feszültséget a [math]R_s[/math] soros ellenállás és a [math]Z_0[/math] hullámimpedancia között, ez kerül rá a bemenetre.

Ezen a helyen volt linkelve a ZH_2006_2.gif nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt)

• Jelölje be a releváns időintervallumokat ([math] T_k [/math] az egyirányú út megtételéhez szükséges idő), az amplitúdókat ([math] U_1 [/math] a generátor ugrásjelének nagysága)
• Mekkora a reflexiós tényező?

[math] \gamma = \frac{E_r}{E_i}=\frac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0}= \frac{1}{2} [/math]

3. Szinusz generátor torzítását mérjük oszcilloszkóp FFT funkciójával. A generátor beállított paraméterei: [math] U_{pp} = 1V [/math], nagyimpedanciás kimenet. Az oszcilloszkópot torzításmentesnek vesszük. Két minta figyelhető meg: 100Hz illetve 300Hz frekvencián, -9dBV és -49dBV nagysággal. (valahogy odaírták, hogy a referencia feszültség, amivel dB-t számol a gép, az 1V)

1. Bemenő jel effektív értéke:

[math] U = \frac{1}{2} \frac{ 1 }{ \sqrt{2} } [/math]

b. A torzítás megadására használt két kifejezés? [math] k_1=\sqrt{\frac{ \sum_{i=2}^{\infty}X_i^2}{\sum_{i=1}^{\infty}X_i^2} } [/math] [math] k_2=\sqrt{ \frac{ \sum_{i=2}^{\infty}X_i^2}{X_1^2} } [/math] c. Az egyszerűbb alakkal számítsa ki a torzítást!

Itt [math]X_1=10^{-9/20}=0,35V, X_2=10^{-49/20}=0,0035V[/math] Ennek megfelelően: [math] k_2=\sqrt{ \frac{ 0,0035^2}{0,35^2 }}=0,01 [/math], azaz 1%

=4. Van egy impedancia, amire a következő igaz

Z=0, ha [math] f\Rightarrow [/math] 0, vagy [math] f\Rightarrow \infty [/math] Z= [math]Z_m[/math], ha [math] f=f_m [/math] Adja meg a legvalósághűbb 3 elemű modellt, és a modellparaméterek kapcsolatát [math]Z_m[/math] és [math]f_m[/math] paraméterrel! Mivel DC-n és nagyfrekvencián is nulla az impedancia, ezért a legjobb modell a párhuzamos LC lenne, de a rezonancián végtelen az impedanciája. Ezért a megoldás párhuzamos RLC. Modellparaméterek közötti összefüggés: [math] |Z_m|=R [/math] Illetve rezonancián: [math] f_m=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}[/math] így DC-n a tekercs miatt rövidzár a f=végtelen frekvencián a kondi miatt rövidzár 5. Adott egy torroid tekercs. N=140, mért értékei: L=50mH, menetkapacitás: C=300pF. az [math] A_L [/math] meghatározása [math] A_L = \frac{L}{N^2} = 2551 nH [/math] Milyen frekvenciasávban kisebb 0,5%-nál a menetkapacitásból adódó hiba? [math] L_{eff}=\frac{L_0}{1-(\frac{\omega}{{\omega}_r})^2}[/math] [math] (\frac{\omega}{{\omega}_r})^2=0,005[/math] esetén [math] L_{eff}=L_0 \cdot 1,005[/math], azaz a,5%-os a növekedés. [math] \frac{\omega}{{\omega}_r}=0,0707[/math] Tehát: [math] \omega \leq 0,0707{\omega}_r =0,0707\frac{1}{\sqrt{LC}}=18,25 \cdot 10^3\frac{rad}{s}\] \[ f \leq 2,9kHz[/math] 6. Adjon mérési elrendezést bipoláris tranzisztor h21 paraméterének mérésére, és röviden írja le a mérés menetét! Ezen a helyen volt linkelve a ZH_2006_6.gif nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt) A mérőkapcsolásban árammérővel mérjük [math] I_B [/math] bázisáramot és [math] I_C [/math] kollektor áramot. VÁltoztassuk [math] U_B [/math] és [math] U_{CE} = U_{tap}[/math] feszültségeket. [math]R_s=100 k\Omega [/math] -os ellenállással biztosítjuk az áramgenerátoros meghajtást. [math] \beta = h_{21}=\frac{\Delta I_c}{\Delta I_B} (U_{CE}=[/math]állandó) Ezen a helyen volt linkelve a ZH_2006_2b.gif nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt) 7. TTL inverter transzfer karakterisztikáját szeretnénk felvenni. Milyen vizsgálójelet alkalmazna? Mindenképpen olyat ami minden időpillanatban pozitív értéket vesz föl, ugyanis a TTL áramkörök levágják a negatív részét a jelnek. Szimmetrikus háromszögjel jó választás lehet, mert így jól megfigyelhető a komparálási szint, mert nincsenek benne hirtelen ugrások. Nem szabad nagyfrekvenciás jelnek lennie, ne legyen összemérhető a késleltetési időkkel. (?) Mérésen: 350Hz-es 0 és 5V közötti szimmetrikus háromszögjellel mértük. b. Ábrázolja közös ábrán a gerjesztő jelet és a választ! Ügyeljen a tengelyek skálázására! Ezen a helyen volt linkelve a ZH_2006_7.gif nevű kép a régi wiki ezen oldaláról. (Kérlek hozd át ezt a képet ide, különben idővel el fog tűnni a régi wikivel együtt) 8. Van egy 4bites szinkron számlálónk, mely névlegesen 40MHz frekvencián képes üzemelni. Szeretnénk megmérni, meddig növelhető ez a működési frekvencia. Ehhez adott egy négyszögjel generátor (1Hz-200MHz), valamint egy logikai analizátor. Röviden írja le, hogyan végezné el a mérést! A logikai analizátor adat bemeneteire csatlakoztatjuk a számláló kimeneteit. Állapotanalízis üzemmódot állítunk be, a számláló órajele a mintavevő órajel. A végállapotot (1111) állítjuk be leállási feltételként. 40MHz-től növekvő frekvenciákon ellenőrizzük, hogy a számláló egymást követő állapotai megfelelnek-e a bináris számláló működésének. A legalacsonyabb olyan frekvencia ahol még igen, a maximális működési frekvencia. 9. Tételezze fel, hogy egy soros adó képes egy karaktersorozat folytonos, szünet nélküli kiadására! Ha az átviteli mód paraméterei 8 adatbit, 1 paritásbit és 2 STOP bit 9600 bit/s átviteli sebesség mellett, akkor az Ön NEPTUN-kódjának az átvitele mennyi ideig tart? 9600bps esetén a bitidő 104,167 [math] \mu [/math] s. Az átviteli mód 1START + 8 adat + 1 PAR + 2 STOP = 12bit/karakter keretet határoz meg. Egy karakter átvitele [math] 12 \cdot 104,167 = 1,25[/math]ms Neptun kód 6 karakter, így [math] 6 \cdot 1,25 [/math]ms = 7,5 ms 10. Adjon tesztvektort, mely az automata összes állapotátmenetét teszteli! X 0 1 A C/0 B/0 B C/1 B/1 C B/0 C/0 RESET 1 0 0 0 0 0 1 0 X - 1 1 0 1 0 - 0 állapot A B B C C B A C több jó megoldás is lehetséges! -- GAbika - 2010.12.08.