Mérés laboratórum 2 - 1. mérés ellenőrző kérdései

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

vissza a Mérés labor 2. tárgyhoz
tovább 2. mérés ellenőrző kérdései

---

AZ ELLENŐRZŐ KÉRDÉSEKRE ÖSSZEÍRT VÁLASZOK BEMAGOLÁSA/MEGTANULÁSA NEM HELYETTESÍTI A MÉRÉSI ÚTMUTATÓ ÁTOLVASÁSÁT!!! OLVASSÁTOK ÁT A JEGYZETEKET, MÉRÉSI ÚTMUTATÓKAT IS!!!

1. Miben különbözik az oszcilloszkóp a logikai analizátortól?

A logikai analizátorral egyidejűleg sok (16 - 256) jel vizsgálható, az oszcilloszkóppal általában csak kettő jel vizsgálható egyidejűleg. A logikai analizátor csak a jelek logikai értékét vizsgálja, tárolja, (1 bit felbontású mintavételezés,) az oszcilloszkóp a jel feszültségét, amplitúdóját is tarolja, megjeleníti (8 - 12 bit felbontással).

2. Mire szolgál a trigger? Tipikusan milyen paraméterei vannak?

Az analóg oszcilloszkópban a triggerjel az időeltérítést indítja, ezért az analóg oszcilloszkóp gyakorlatilag csak a triggerjel utáni jeltartományt jeleníti meg. Ki kell jelölni a vizsgálandó jelszakaszt, be kell állítani a vizsgálat amplitúdó-tartományát és időtartományát. A triggerelési feltételt úgy kell megválasztani, hogy a kijelzés stabil legyen, a trigger-esemény az ismétlődő jelnek mindig ugyanazon pontja legyen.

3. Hány különböző érték ábrázolható egy 8 bites kettes komplemens változó segítségével? Mi a legkisebb és a legnagyobb ábrázolható szám?

Összesen: 256 db
0,..,127 pozitiv számok (0b0000 0000 - 0b0111 1111)
-1,...,-128 negatív számok (0b1000 0000 - 0b1111 1111)

4. Adja meg decimális és bináris formában a következő számot: 0x42!

Dec: 66
Bin: 1000010

5. Mekkora a periódusideje egy 25 MHz-es négyszögjelnek?

(Mikó Laci megoldása alapján:)
f=25MHz=25*10^6 Hz
T(periódus idő) = 1 /f
T= 1/25*10^6 Hz =4*10^(-8) sec

6. Mit jelent az, hogy az ATmega128 8 bites mikrokontroller?

8 bites regiszterek, 16 (és 32) bites utasításkódok -> 8 bites mikrokontroller

7. Memória szervezés szempontjából milyen architektúrájú processzor az ATmega128?

Harvard architektúra. Külön adat és program memória.

8. Hány általános célú regisztere van az ATmega128-nak? Mi a különbség az első fél és a második fél használatában?

32 általános célú regiszter:
kiemelt fontosságú, 32 db 8 bites adat
szinte minden művelet rajtuk keresztül zajlik, „változók”
csak R16-R31 használható konstansokkal dolgozó műveletekhez (LDI, ANDI, SUBI…)

9. Hány regiszter tartozik egy I/O porthoz, mi ezeknek a funkciója?

Egy I/O porthoz 3 regiszter tartozik.
DDRx – irányregiszter, PORTx – bemenet felhúzása / kimeneti érték, PINX – ki/bemeneti érték

Ha DDRx = 1 -> kimenet, ekkor PORTx-re kerülhet a kimenetre írandó érték.
Ha DDRx = 0 -> bemenet, ekkor PORTx-szel szabályozzuk a port felhúzását.
PINx-et főleg bemeneti port esetén használjuk, innen olvassuk le a bemenet állapotát. (Pl.: kapcsoló állapota.)

10. Mi a PC? Mi a stack és a stack pointer? Mi a státusz regiszter?

PC: Program Counter, program számláló. Az aktuális utasítás címét tárolja 16 bites memóriában. Ugrások és elágazások közvetlenül módosítják az értékét. A CALL utasítás hatására a PC a verembe mentődik, RET innen tölti vissza a rutin végén.

A stack (verem) egy LIFO (last in first out) memóriatartomány a belső SRAM végén, a szubrutinok visszatérési címeire, ill. regiszterek átmeneti tárolására. A stack pointer (SP, veremmutató) 16 bites regiszter, verem tetejére mutat. Verem az alacsonyabb memóriacímek felé nő.

Státuszregiszter: nem része a regisztertömbnek, de igen fontos szerepe van az ún. státuszregiszternek, amely számos jelző bitet (flag) tartalmaz. A jelzőbitek egy része aritmetikai műveletek eredményétől függően változhat, de itt engedélyezhetjük/tilthatjuk a globális megszakítást is.

11. Mi az X, Y, Z regiszterek speciális funkciója?

Az ATmega128 regisztertömbjében 32 darab 8 bites regiszter található. Az utolsó 6 regiszterből képzett 3 darab 16 bites regiszterpár (elnevezésük: X, Y, Z) felhasználható 16 bites címzést használó load/store utasításokhoz (valamint létezik néhány aritmetikai utasítás, ami ezeken tud műveletet végezni).

12. Mire szolgál a CALL utasítás?

Assembly nyelvben a függvény helyett a szubrutin kifejezést használjuk. Egy szubrutint a CALL utasítással tudunk meghívni, a hívás hatására elmentődik a programszámláló a verembe, majd a szubrutinban folytatjuk a program végrehajtását. A szubrutin végén a RET utasítás hatására visszaállítódik a programszámláló a veremből (a CALL utasítást követő utasítás címére), így a program végrehajtása a CALL utasítás után folytatódik tovább.

13. Mi a különbség a JMP és a BREQ között?

A JMP utasítás egy feltétel nélküli ugró utasítás. A feltétel nélküli ugrás a C nyelvből száműzött (de létező) goto utasításra hasonlít. A JMP utasítással az operandusként szereplő címre ugrik a programszámláló, amit a fordító az általunk megadott címkéből számít ki.

A BREQ (Branch if equal) utasítás egy feltételes elágazó utasítás, párja a BRNE (Branch if not equal) utasítás. Ezekkel az utasításokkal a státusz regiszterben lévő Z flag állapota alapján készíthetünk elágazásokat.

14. Adja meg egy 8 bites felfelé számláló assembly kódját (a teljes főciklust).

Egy lehetséges megoldás:

	ldi temp, 0

WHILE:
	cpi temp, 255  ; Ha temp-255 = 0, akkor Z flag bebillen és akkor breq/brne utasítással ellenőrizhetjük
	breq KILEP	  ; Ha bebillent akkor KILEP cimkére ugrunk
	inc temp		 ; Ha nem léptünk ki breq-nál, akkor növeljük a temp értékét
	jmp WHILE		; Vissza a WHILE címkére

KILEP:
	nop				; Itt folytatjuk, ha kiléptünk a ciklusból

15. Adja meg azt az assembly kódot, amely a PORTC minden bitjét kimenetként inicializálja.

.def temp = r16
ldi temp, 0xFF
out DDRC, temp

Levlistán szerepelt egy doksi a válaszokról, ezért felraktam ide is, kicsit jobban kiegészítve. -- Tóth Gábor - 2011.02.17.

---

BSC-n most ebből voltak az ellenőrző kérdések. Plusz kérdés: 9 bites visszacsatolt balra shiftelő shiftregiszter teljes assembly kódja.

-- waczkor - 2011.02.16

---

1. mérés ellenőrző kérdései (5 éves képzés)

1. Milyen paraméterei vannak egy ideális műveleti erősítőnek?

A_d → ∞, r_d → ∞, r _ki → 0
Ahol r_d a differenciális bemeneti ellenállás, r _ki a kimenő ellenállás
Két bemenete van és az ezek közti feszültségkülönbséget erősíti, az A_d -vel jelöljük a differenciális feszültség erősítés arányát.
Az ideális műveleti erősítő végtelen nagy bemeneti- és zérus kimeneti impedanciájú, ofszet és drift jellemzői zérus értékűek.
A legtöbb alkalmazásban a műveleti erősítő ideálisnak tekinthető.
(Általános célú, olcsó műveleti erősítő paraméterei: *A* = 10⁵, r_d = 10MΩ, r _ki = 1kΩ)

2. Mekkora feszültség mérhető egy ideális műveleti erősítő „+” és „-” bemenete között, ha az erősítő nincs túlvezérelve?

0V
A valóságos műveleti erősítőknél az ofszet feszültség nem zérus, azaz a két bemenet közé feszültséget kell kapcsolni, hogy a kimeneti feszültség zérus legyen.

(Az ideális erősítő a két bemenet közötti feszültséget a végtelennel szorozza. Tehát ha lenne feszültség közöttünk, akkor + vagy – végtelen lenne a kimeneten. A gyakorlatban viszont a föld és a tápfeszültség korlátozza a kimenetet, ezt nevezzük túlvezérlésnek.)

3. Mi az ofszet feszültség?

Ofszet (kimeneti) feszültségnek nevezzük azt a feszültséget ami a földelt bemenetű (nem vezérelt) erősítő kimenetén jelentkezik. Ideális erősítő esetén ez 0V.
Ha a valóságos erősítőt nem vezéreljük, akkor is van nullától különböző kimeneti jele. Ezt a jelenséget nullpont eltolódásnak, vagy ofszetnek nevezzük. A valóságos erősítőt egy ideális, ofszetmentes erősítővel és annak bemenetére kapcsolódó ofszet generátorokkal helyettesítjük. A generátorok forrásjellemzőit bemeneti ofszet feszültségnek illetve bemeneti ofszet áramnak nevezzük.

4. Mi a különbség a kimeneti és a bemeneti ofszet feszültség között?

A kimeneti ofszet feszültség az a feszültség ami az erősítő kimenetén mérhető amennyiben a bemenetei nem vezéreltek (földelve vannak).
A bemeneti feszültség az a feszültség amit a bemenetre kell adnunk hogy a kimeneten 0V jelenjen meg. Ez a kettő nem ugyanaz, hiszen a kimeneti offszet feszültség kb az erősítésszerese a bemenetinek.

5. Milyen módszerekkel lehet megmérni egy erősítő kivezérelhetőségét?

Adott frekvencián a kimeneti jelet figyeljük oszcilloszkópon. A szinuszos bemeneti feszültséget addig növeljük, amíg a kimenő jel torzítani kezd, majd visszacsökkentjük, amíg a torzítás meg nem szűnik.

6. Hogyan méri meg egy erősítő erősítési tényezőjét (*A_o*)?

Az erősítő bemenetére olyan adott frekvenciájú jelet kapcsolok, hogy a kimeneten pl 10V legyen a szinuszjel amplitúdója és az erősítő ne legyen túlvezérelve. Ekkor egy digitális multiméterrel megmérem a bemeneten és a kimeneten lévő szinuszjel nagyságát és ebből meghatározom a feszültségerősítést.

7. Egy erősítő bemenetén kondenzátoros csatolás van. Ez az erősítő alsó vagy felső határfrekvenciájának értékét befolyásolhatja?

Az alsót. (konyhanyelven: Ha a jel nem változik elég gyorsan, akkor a kondenzátornak van ideje feltöltődni, kisülni, és teljesen elnyelheti a jelet.) Ha az AC csatolást jellemző alsó határfrekvencia legalább egy nagyságrenddel kisebb az adott üzemi frekvenciánál, akkor gyakorlatilag nem befolyásolja az üzemi feszültség-erősítést. A felső határfrekvenciát alapvetően a műveleti erősítő határfrekvenciája és az alkalmazott visszacsatolás mértéke határozza meg. (konyhanyelven: itt pedig arról van szó, hogyha a jel túl gyorsan változik, akkor a műveleti erősítő nem tud vele lépést tartani)

8. A 2. ábrán látható kapcsolású erősítőben R₄ értéke 10 kΩ, a megkívánt alsó határfrekvencia ~40 Hz. Milyen névleges értékű legyen a C₄?

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

f_alsó = 1/(2ΠR₄C₄) -> C₄~0.398 μF -- Corrected by Peter Minarik - 2

9. A TL082 IC adatlapján szerepel: B1 (Unity-gain bandwidth): typ 3 MHz. Hogyan kell ezt a paramétert értelmezni?

A „Unity-gain bandwidth” a 0 dB-es erősítéshez szükséges üzemi frekvenciát adja meg.
Tranzitfrekvencia: az a frekvencia, ahol az erősítés abszolút értéke 1–re csökken. (Más néven erősítés sávszélesség szorzat, GBW = Gain-bandwidth product).

10. Adott egy műveleti erősítővel felépített erősítő. Ha a frekvenciafüggetlen negatív visszacsatolást növeljük, akkor a felső határfrekvencia hogyan változik?

Negatív visszacsatolás növelésének hatására az erősítés lecsökken, a felső határfrekvencia megnő.

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

11. Hogyan méri meg egy hiszterézises komparátor transzfer karakterisztikáját?

Az oszcilloszkópot X-Y állásba kapcsolom, az X bemenetre a jelgenerátor bemenetét adom, melyet előzőleg a komparátor bemenetére kapcsoltam, az Y bemenet pedig a komparátor kimenete lesz.

12. A transzfer karakterisztika mérésénél milyen amplitúdójú és hullámformájú bemenő jelet célszerű választani?

Olyan amplitúdójú jelet kell választani, ami nem haladja meg az áramköri elem katalógusban megadott határértékeit (célszerű mindig ellenőrizni a jel pozitív és negatív csúcsértékét oszcilloszkóppal, dc. csatolású állásban), hullámformának pedig célszerű lassan változó (nem ugrásszerű) periodikus jel választása (szinusz, háromszög, trapéz).

_Ismétlésképpen_:

• Transzfer karakterisztika*:A logikai áramkörök esetében a transzfer karakterisztikán a feszültség-transzfer karakterisztikát értik, azaz hogyan változik a kimenő feszültség a bemenő feszültség függvényében egy adott áramkörnél. Ez a karakterisztika megmutatja az áramkör viselkedését, amikor a bemenő feszültség eltér a névleges logikai szintektől Ezt az eltérést okozhatják például zavarjelek.

---

-- LatoBalazs - 2005.09.11. (levlistáról összeollózva)