„Laboratórium 1 - 2008 őszi ZH megoldások” változatai közötti eltérés

A VIK Wikiből
(Új oldal, tartalma: „{{GlobalTemplate|Villanyalap|LaborI2008ZH}} ==Labor 1. - 2008. ZH megoldással== ====1. _Egy 10V csúcsértékű, 1kHz frekvenciájú szimmetrikus négyszögjelet m…”)
 
a (autoedit v2: fájlhivatkozások egységesítése, az új közvetlenül az adott fájlra mutat)
 
(8 közbenső módosítás, amit 5 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva)
1. sor: 1. sor:
{{GlobalTemplate|Villanyalap|LaborI2008ZH}}
== 2008 őszi ZH ==


=== 1. Feladat ===


==Labor 1. - 2008. ZH megoldással==
'''Egy 10 V csúcsértékű, 1 kHz frekvenciájú szimmetrikus négyszögjelet mérünk az alábbi műszerekkel, mekkora értéket mutatnak?'''
Mindegyik szinuszos jelet feltételez, és mindegyik effektív értéket jelez ki.


====1. _Egy 10V csúcsértékű, 1kHz frekvenciájú szimmetrikus négyszögjelet mérünk az alábbi műszerekkel, mekkora értéket mutatnak?_====
{| border="1"
|'''Mérőműszer''' || '''Mért érték''' || '''Kijelzett érték'''
Mindegyik sinusos jelet feltételez, és mindegyik effektív értéket jelez ki
|-
| mérőműszer || mért érték || kijelzett érték||
|'''Effektív érték mérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10 V </math>  
|}
|-
|effektív érték mérő || 10V || 10V || =>??? nem <math> \frac{10}{\sqrt{2}} </math>?
|'''Csúcsértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> \frac{10}{\sqrt{2}} V </math>
|}
|-
|csúcsértékmérő || 10V || <math> \frac{10}{\sqrt{2}} </math> || =>??? nem 10V?
|'''Abszolút középértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10* \frac{\pi}{2\sqrt{2}} V </math>
|}
|abszolút középértékmérő || 10V || szorozva a szinusz formatényezőjével:10* <math>\frac{\pi}{2\sqrt{2}} </math> ||
|}
|}


//Később szerkesztendő:  
''Nem biztos, hogy helyes ez a megoldás!''
Effektív és csúcsérték mérő fel volt cserélve, javítva.
 
[http://bme.ysolt.net/4_felev/Merestechnika/Peceli_jegyzet/mt-ea-6.pdf Műszerek leírása (3. oldali táblázat)]
 
=== 2. Feladat ===
 
'''Azonos frekvenciájú szinuszos jelek közötti fázisszöget mérünk oszcilloszkóppal időeltolódás és periódusidő alapján:'''
 
'''a) Rajzolja fel a mérési elrendezést!'''
 
A két jelet az oszcilloszkóp két különböző csatornájára tesszük. Mindkét jelen megkeresünk egy azonos fázishelyzetnek megfelelő értéket, célszerű a nullátmenetet választani. Ezek távolsága adja meg az időtengelyen a késleltetést, ami <math> \Delta t</math>. A T periódusidő meghatározható bármelyik jel két egymás utáni azonos irányú nullátmenete alapján.
 
'''b) Rajzolja fel a mért jelalakokat, jelölje be rajta a mért mennyiségeket, és adja meg a fázisszög származtatási összefüggését!'''
 
A fázisszög az alábbi képlettel határozható meg: <math> \varphi = 360^{\circ} \frac{\Delta t}{T} </math>
[[File:Labor1 kép10.gif]]
 
'''c) A periódusidőt és a fázistolást ugyanazzal az időalappal mérjük. A leolvasási bizonytalanság 1%, az időalap-generátor  erősítéshibája 0,5% és a függőleges erősítő erősítőhibája 0,5%. Mekkora a fázisszögmérés relatív hibája legrosszabb esetben?'''
 
A mérés előnye, hogy nem függ a pontosság az oszcilloszkóp időalapjának pontosságától. Legrosszabb esetben ( ''worst case'' ) a hiba: 1%, mivel az erősítéshiba nem változtatja meg a nullátmeneteket. [Hibás?]


A helyes megoldást lásd itt:
Másik lehetséges megoldás: két leolvasás történik, <math> \Delta t</math> és T bizonytalansága egyaránt 1%. A worst case összegzésnél a tényezők szerinti parciális deriválás és súlyozás után kijön, hogy a relatív hibához a kitevőjük (1 és -1) abszolút értékével járulnak hozzá, azaz '''2% lesz a bizonytalanság'''.--[[Szerkesztő:Mp9k1|Mp9k1]] ([[Szerkesztővita:Mp9k1|vita]]) 2013. december 5., 23:22 (UTC)


http://www.google.com/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=1&ved=0CBsQFjAA&url=http%3A%2F%2Fbme.ysolt.net%2F4_felev%2FMerestechnika%2FPeceli_jegyzet%2Fmt-ea-6.pdf&ei=ptbbTreANJDMswah8NHuBQ&usg=AFQjCNHkpOANWKUFTzEAL8ymVXXoym_lJA
=== 3. Feladat ===


-- [[IhaszDavid|Dave]] - 2011.12.04.//
'''Adja meg az ideális szinuszjel és szimmetrikus háromszögjel amplitúdóspektrumát! A spektrumokat jellegre helyes ábrán szemléltesse!'''


====2. _Azonos frekvenciájú szinuszos jelek közötti fázisszöget mérünk oszcilloszkóppal időeltolódás és periódusidő alapján_====
*Szinusz jel spektruma:


** ''Mérési elrendezés''
[[File:Labor1 kép11.gif]]
A két jelet az oszcilloszkóp két különböző csatornájára tesszük. Mindkét jelen megkeresünk egy azonos fázishelyzetnek megfelelő értéket, célszerű a nullátmenetet választani. Ezek távolsága adja meg az időtengelyen a késleltetést, ami <math> \Delta t</math>. A _T_ periódusidő meghatározható bármelyik jel két egymás utáni azonos irányű nullátmenete alapján.
** ''Rajzolja fel a mért jelalakokat, jelölje be rajta a mért mennyiségeket, és adja meg a fázisszög származtatási összefüggését!''
A fázisszög az alábbi képlettel határozható meg:
<math> \varphi = 360^{\circ} \frac{\Delta t}{T} </math>
<br />
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|ZH_2008_2b.gif}}
** ''A periódusidőt és a fázistolást ugyanazzal az időalappal mérjük. A leolvasási bizonytalanság 1%, az időalap-generátor  erősítéshibája 0,5% és a függőleges erősítő erősítőhibája 0,5%. Mekkora a fázisszögmérés relatív hibája legrosszabb esetben?''


A mérés előnye, hogy nem függ a pontosság az oszcilloszkóp időalapjának pontosságától.
*Háromszögjel időfüggvénye és spektruma:
Legrosszabb esetben ( ''worst case'' ) a hiba: 1%, mivel az erősítéshiba nem változtatja meg a nullátmeneteket.


====3. _Adja meg az ideális szinuszjel és szimmetrikus háromszögjel amplitúdóspektrumát! A spektrumokat jellegre helyes ábrán szemléltesse!_====
[[File:Labor1 kép12.gif]]


* Szinusz jel spektruma: <br />
*Megjegyzés: spektrum meghatározása: <math> a_n = \frac{4A}{n^2 {\pi}^2} \sin \left| \frac{n \pi}{2} \right| </math>
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|ZH_2008_3.gif}}


* Háromszögjel időfüggvénye és spektruma: <br />
=== 4. Feladat ===
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|ZH_2008_3b.gif}}


** Megjegyzés: spektrum meghatározása: <math> a_n = \frac{4A}{n^2 {\pi}^2} \sin \left| \frac{n \pi}{2} \right| </math>
'''Rajzolja föl a kettő- illetve a négyvezetékes impedanciamérést! Milyen esetekben fontos a négyvezetékes elrendezés?'''


====4. _Rajzolja föl a kettő- illetve a négyvezetékes impedanciamérést! Milyen esetekben fontos a négyvezetékes elrendezés?_====
Négyvezetékes mérés jelentősége: Kis impedanciák esetén a hozzávezetési és kontaktellenállásokat hatástalanítandó, a négykapcsú mérési elrendezés indokolt, ha összemérhető a mérendő ellenállás értéke a hozzávezetések ellenállásával.


* Négyvezetékes mérés jelentősége:
[[File:Labor1 kép13.gif]]
Kis impedanciák esetén a hozzávezetési és kontaktellenállásokat hatástalanítandó, a négykapcsú mérési elrendezés indokolt. (ha összemérhető a mérendő ellenállás értéke a hozzávezetések ellenállásával)


<br />
=== 5. Feladat ===
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|ZH_20084.gif}}


====5. _Rajzolja fel egy 2:1 áttételű transzformátor modelljét! Ismertesse a modell fizikai jelentését! Hogyan viszonyulnak egymáshoz a modellparaméterek laza és soros csatolás esetén?_====
'''Rajzolja fel egy 2:1 áttételű transzformátor modelljét! Ismertesse a modell fizikai jelentését! Hogyan viszonyulnak egymáshoz a modellparaméterek laza és szoros csatolás esetén?'''


<br />
[[File:Labor1 kép14.gif]]
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|ZH_2008_5.gif}}


| <math> U_1 </math> || primer feszültség ||  
{| border="1"
|}
| <math> U_1 </math> || primer feszültség ||  
| <math> U_2 </math> || szekunder feszültség ||  
|-
|}
| <math> U_2 </math> || szekunder feszültség ||  
| <math> Z_1, Z_2 </math> || primer, szekunder oldali szórási impedanciák || valós komponens: rézellenállás, képzetes komponens: szórási induktivitás  
|-
|}
| <math> Z_1, Z_2 </math> || primer, szekunder oldali szórási impedanciák || Valós komponens: rézellenállás; Képzetes komponens: szórási induktivitás  
| <math> Z_0 </math> || mágnesező impedancia || <math> L_0 </math> mágnesező impedanciából és <math> R_0 </math> vasveszteségi ellenállásból áll  
|-
| <math> Z_0 </math> || mágnesező impedancia || <math> L_0 </math> mágnesező impedanciából és <math> R_0 </math> vasveszteségi ellenállásból áll  
|}
|}


Sorosnál a főmező reaktancia nagyságrendekkel nagyobb, mint a szórt lazánál pedig fordítva.
Szorosnál a főmező reaktancia nagyságrendekkel nagyobb, mint a szórt, lazánál pedig fordítva.
 
=== 6. Feladat ===


====6. _Egy D flip-flopot a következő gyári adatok jellemeznek_====
'''Egy D flip-flopot a következő gyári adatok jellemeznek:'''


{| border="1"
{| border="1"
80. sor: 92. sor:
|}
|}


A flip-flop adatbemenetére jutó jelet egy inverteren keresztül vezetjük keresztül az alábbi ábrán látható módon.
'''A flip-flop adatbemenetére jutó jelet egy inverteren keresztül vezetjük keresztül az alábbi ábrán látható módon.'''


<br /> {{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|ZH_2008_6.gif}}
[[File:Labor1 kép15.gif]]


Az inverter jelterjedési késleltetései:
'''Az inverter jelterjedési késleltetései:'''


{| border="1"
{| border="1"
94. sor: 106. sor:
|}
|}


'''Adja meg a worst case setup időt erre a módosított flip-flopra!'''
'''Adja meg a worst case setup időt erre a módosított flip-flopra!'''


'''Megoldás:''' sztem 15 ns a setup worst case-ben
15 ns a setup worst case-ben


<math> t_{su}' = t_{su} - min(t_{LH}) + max(t_{LH},t_{HL}) </math>
<math> t_{su}' = t_{su} - min(t_{LH}) + max(t_{LH},t_{HL}) </math>
102. sor: 114. sor:
<math> t_h'  = t_h  + max(t_{LH}) - min(t_{LH},t_{HL}) </math>
<math> t_h'  = t_h  + max(t_{LH}) - min(t_{LH},t_{HL}) </math>


Itt a '-s tagok a módosított ff paraméterei.
Itt a '-s tagok a módosított ff paraméterei. Az első korrekciós tag az órajel késleltetésének a hatása, ezért kell csak a <math> t_{LH} </math> sorból venni a min/max értékeket (táblázat első sora). A második korrekciós tag az adat késleltetésének eredménye, így a <math> t_{LH} </math> és <math> t_{HL} </math> sorokat is figyelembe kell venni (tehát az egész táblázatot).
Az első korrekciós tag az órajel késleltetésének a hatása, ezért kell csak a <math> t_{LH} </math> sorból venni a min/max értékeket (táblázat első sora).
A második korrekciós tag az adat késleltetésének eredménye, így a <math> t_{LH} </math> és <math> t_{HL} </math> sorokat is figyelembe kell venni (tehát az egész táblázatot).


Amikor egy korrekciós taggal növeljük az eredményt, akkor maximim kell, amikor csökkentjük, akkor minimum kell, így lesz a végeredmény maximális, tehát worst-case eredmény".
Amikor egy korrekciós taggal növeljük az eredményt, akkor maximim kell, amikor csökkentjük, akkor minimum kell, így lesz a végeredmény maximális, tehát worst-case eredmény".


====7. _Rajzolja fel a bipoláris tranzisztor 5 elemes helyettesítőképét! Adja meg a helyettesítőkép elemeit a tranzisztor fizikai paramétereivel!_====
=== 7. Feladat ===
 
'''Rajzolja fel a bipoláris tranzisztor 5 elemes helyettesítőképét! Adja meg a helyettesítőkép elemeit a tranzisztor fizikai paramétereivel!'''


{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|ZH_2008_7.gif}}
[[File:Labor1 kép16.gif]]


* <math> g_{b'c} = \frac{1}{r_c}- \mu g_{b'e} </math>
* <math> g_{b'c} = \frac{1}{r_c}- \mu g_{b'e} </math>
118. sor: 130. sor:
* <math> g_m = \frac{ I_c }{ U_t } </math>
* <math> g_m = \frac{ I_c }{ U_t } </math>


=== 8. Feladat ===


====8. _Egy törölhető 6-os számláló (<math> Q_2 \dots Q_0, Cl, CLK </math>) a katalógus alapján maximálisan 30MHz-es órajellel működtethető. Meg kell határoznunk, hogy egy konkrét példánynak mekkora a maximális működési frekvenciája. Rendelkezésre áll egy változtatható frekvenciájú (1Hz...200MHz) generátor és egy logikai analizátor. A számláló bemeneteire tetszőleges konstans logikai értéket kapcsolhat (kapcsolók segítségével). Röviden írja le, hogy miként oldaná meg a feladatot!_====
'''Egy törölhető 6-os számláló (<math> Q_2 \dots Q_0, Cl, CLK </math>) a katalógus alapján maximálisan 30MHz-es órajellel működtethető. Meg kell határoznunk, hogy egy konkrét példánynak mekkora a maximális működési frekvenciája. Rendelkezésre áll egy változtatható frekvenciájú (1Hz...200MHz) generátor és egy logikai analizátor. A számláló bemeneteire tetszőleges konstans logikai értéket kapcsolhat (kapcsolók segítségével). Röviden írja le, hogy miként oldaná meg a feladatot!'''


A logikai analizátor adat bemeneteire csatlakoztatjuk a számláló kimeneteit. Állapotanalízis üzemmódot állítunk be, a számláló órajele a mintavevő órajel. A végállapotot (111) állítjuk be leállási feltételként. 30MHz-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.
A logikai analizátor adat bemeneteire csatlakoztatjuk a számláló kimeneteit. Állapotanalízis üzemmódot állítunk be, a számláló órajele a mintavevő órajel. A végállapotot (111) állítjuk be leállási feltételként. 30MHz-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.
125. sor: 138. sor:
A ''Clear'' -re triggerelünk és az analízist az fogja indítani, hogy töröljük az értékeket.
A ''Clear'' -re triggerelünk és az analízist az fogja indítani, hogy töröljük az értékeket.


====9. _Hasonlítsa össze a párhuzamos port mérésben vizsgált két üzemmódjának (SPP és EPP) paramétereit az alábbi kategóriák szerint! Amennyiben egy állítás az adott üzemmódra nézve igaz "+", ha hamis akkor "-" jellel jelölje!_====
=== 9. Feladat ===
 
'''Hasonlítsa össze a párhuzamos port mérésben vizsgált két üzemmódjának (SPP és EPP) paramétereit az alábbi kategóriák szerint! Amennyiben egy állítás az adott üzemmódra nézve igaz "+", ha hamis akkor "-" jellel jelölje!'''


{| border="1"
{| border="1"
141. sor: 156. sor:
|}
|}


====10. _Adjon meg egy olyan tesztvektor-sorozatot az alábbi állapottáblával megadott, egyetlen X bemenettel rendelkező automatához, amely leteszteli az összes állapotátmenetét. A mellékelt táblázatban azt is tüntesse fel, hogy adott bemenetre milyen állapotba kerül az automata! Az automata a RESET jelre az A állapotba kerül._====
=== 10. Feladat ===
 
'''Adjon meg egy olyan tesztvektor-sorozatot az alábbi állapottáblával megadott, egyetlen X bemenettel rendelkező automatához, amely leteszteli az összes állapotátmenetét. A mellékelt táblázatban azt is tüntesse fel, hogy adott bemenetre milyen állapotba kerül az automata! Az automata a RESET jelre az A állapotba kerül.'''


{| border="1"
{| border="1"
153. sor: 170. sor:
|}
|}


átmenetek:
 
A -> B
Átmenetek:
B -> C,A
*A -> B
C -> C,A  
*B -> C,A
*C -> C,A  
 


{| border="1"
{| border="1"
166. sor: 185. sor:
|}
|}


==Labor 1. - 2008 pótZH==


====1. _Graetz típusú egyenirányító_====
== 2008 őszi pótZH ==
* jelölje a váltakozó áramú bemenetet és az egyenáramú kimenetet, jelölje a polaritást is
 
* rajzolja fel a kimeneten megjelenő jel alakját abban az esetben, ha a bemenetre <math> f_0 </math> frekvenciájú szinuszos feszültséget kapcsolunk
=== 1. Feladat ===
 
'''Graetz típusú egyenirányító:'''
 
'''a) Jelölje a váltakozó áramú bemenetet és az egyenáramú kimenetet, jelölje a polaritást is!'''
 
'''b) Rajzolja fel a kimeneten megjelenő jel alakját abban az esetben, ha a bemenetre <math> f_0 </math> frekvenciájú szinuszos feszültséget kapcsolunk!'''


A transzfer karakterisztika segítségével megrajzolható, hogy milyen a kimenet.
A transzfer karakterisztika segítségével megrajzolható, hogy milyen a kimenet.


* adja meg az egyenirányított jel váltakozó komponensének frekvenciáját
'''c) Adja meg az egyenirányított jel váltakozó komponensének frekvenciáját!'''


A lüktető egyenáram frekvenciája a váltóáram duplája.  
A lüktető egyenáram frekvenciája a váltóáram duplája.


<br />
[[File:Labor1 kép17.gif]]
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_1.gif}}


<br />
[[File:Labor1 kép18.gif]]
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|Graetz.gif}}


====2. Ugyanaz mint az előzőben (azonos frekvenciájú szinuszos...)====
=== 2. Feladat ===


====3. Adja meg a szimmetrikus négyszögjel amplitúdóspektrumát! Hogyan változik a spektrum, ha a szimmetria megsérül (az előjelváltás nem pontosan félperiódusonként következik be)? A spektrumot jellegre helyes ábrán szemléltesse====
'''Ugyanaz mint az előzőben (azonos frekvenciájú szinuszos...)'''
 
=== 3. Feladat ===
 
'''Adja meg a szimmetrikus négyszögjel amplitúdóspektrumát! Hogyan változik a spektrum, ha a szimmetria megsérül (az előjelváltás nem pontosan félperiódusonként következik be)? A spektrumot jellegre helyes ábrán szemléltesse!'''


A spektrum: <math>f_0</math> frekvenciájú négyszögjel összetevői <math> n \cdot f_0 </math> frekvenciákon vannak, ahol <math> n </math> páratlan szám. Az egyes összetevők amplitúdói a frekvencia növekedtével <math> \frac{1}{x} </math> szerint csökkennek.
A spektrum: <math>f_0</math> frekvenciájú négyszögjel összetevői <math> n \cdot f_0 </math> frekvenciákon vannak, ahol <math> n </math> páratlan szám. Az egyes összetevők amplitúdói a frekvencia növekedtével <math> \frac{1}{x} </math> szerint csökkennek.


Az alapfrekvencia páratlanszámú többszörösein jelennek meg összetevők csökkenő amplitúdóval, azaz _f_ frekvenciájú négyszögjelnek lesz összetevője <math> f, 3f, 5f, 7f ... </math> frekvenciákon, ez a végtelenig tart elméletileg. (ugyanis a négyszögjel végtelen sok ilyen szinuszból állítható elő tökéletesen)
Az alapfrekvencia páratlanszámú többszörösein jelennek meg összetevők csökkenő amplitúdóval, azaz f frekvenciájú négyszögjelnek lesz összetevője <math> f, 3f, 5f, 7f ... </math> frekvenciákon, ez a végtelenig tart elméletileg. (ugyanis a négyszögjel végtelen sok ilyen szinuszból állítható elő tökéletesen)


Ha nem szimmetrikus a négyszögjel, akkor megjelennek a páros számú többszörösei is az alapharmonikusnak.
Ha nem szimmetrikus a négyszögjel, akkor megjelennek a páros számú többszörösei is az alapharmonikusnak.


====4. Három és ötvezetékes mérés. Milyen esetekben fontos az ötvezetékes?====
=== 4. Feladat ===
 
'''Három és ötvezetékes mérés. Milyen esetekben fontos az ötvezetékes?'''


[[File:Labor1 kép19.gif]]
<br />
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_4.gif}}


Hárompólus négykapcsú mérésénél ötvezetékes mérést kell használnunk, <math> Z_1, Z_2 </math> impedanciák áramát G pontba tereljük.
Hárompólus négykapcsú mérésénél ötvezetékes mérést kell használnunk, <math> Z_1, Z_2 </math> impedanciák áramát G pontba tereljük.


====5. Egy 600 <math> \Omega </math> -os forrást TELECOM transzformátor segítségével 600 <math> \Omega </math> -os terheléshez illesztünk. A transzformátor primer és szekunder ellenállása 25,3 <math> \Omega </math>. Számítsa ki a transzformátor áttételét!====
=== 5. Feladat ===
 
'''Egy 600 <math> \Omega </math> -os forrást TELECOM transzformátor segítségével 600 <math> \Omega </math> -os terheléshez illesztünk. A transzformátor primer és szekunder ellenállása 25,3 <math> \Omega </math>. Számítsa ki a transzformátor áttételét!'''


<math> R_b = R_1 + n^{2}R2 + n^{2}R_t </math>
Képlet: <math> R_b = R_1 + n^{2}R2 + n^{2}R_t </math> ahol:


ahol
*<math> R_b </math> - generátor belső ellenállása
<math> R_b </math> - generátor belső ellenállása
*<math> R_1, R_2 </math> - tekercsek DC ellenállása
<math> R_1, R_2 </math> - tekercsek DC ellenállása
*<math> R_t </math> - terhelő ellenállás
<math> R_t </math> - terhelő ellenállás
*<math> n </math> - menetszám áttétel n = <math> \frac{N_{primer}}{N_{szekunder}} </math>
<math> n </math> - menetszám áttétel n = <math> \frac{N_{primer}}{N_{szekunder}} </math>


<math> n=\sqrt{\frac{R_b - R_1}{R_2 + R_t}}=0.95 </math>  
Tehát: <math> n=\sqrt{\frac{R_b - R_1}{R_2 + R_t}}=0.95 </math>  


====6. TTL inverter transzfer karakterisztikájának mérés:====
=== 6. Feladat ===
* rajzolja fel a mérési elrendezést
* határozza meg milyen gerjesztést alkalmazna
* ábrázolja a gerjesztő jel és az inverter arra adott válaszának időfüggvényét egy ábrán. Ne feledkezzen meg az _y_ tengely (feszültség) helyes skálázásáról!


<br />
'''TTL inverter transzfer karakterisztikájának mérés:'''
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_6.gif}}
*'''Rajzolja fel a mérési elrendezést'''
*'''Határozza meg milyen gerjesztést alkalmazna'''
*'''Ábrázolja a gerjesztő jel és az inverter arra adott válaszának időfüggvényét egy ábrán. Ne feledkezzen meg az _y_ tengely (feszültség) helyes skálázásáról!'''


* a mérésen 0V alapszintű 5<math>V_pp</math> nagyságú kb. 350Hz-es jellel kellett vizsgálni XY üzemmódban (mindképpen pozitív feszültség kell, hiszen a TTL áramkörök a negatív feszültséget levágják)
[[File:Labor1 kép20.gif]]


<br />
A mérésen 0V alapszintű 5 <math>V_pp</math> nagyságú kb. 350Hz-es jellel kellett vizsgálni XY üzemmódban (mindképpen pozitív feszültség kell, hiszen a TTL áramkörök a negatív feszültséget levágják)
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_6b.gif}}


====7. Rajzolja fel a bipoláris tranzisztor ''h21'' paraméterének mérésére szolgáló mérési összeállítást! Röviden ismertesse a mérés lépéseit!====
[[File:Labor1 kép21.gif]]
 
=== 7. Feladat ===
 
'''Rajzolja fel a bipoláris tranzisztor h21 paraméterének mérésére szolgáló mérési összeállítást! Röviden ismertesse a mérés lépéseit!'''


<math> h_{21} = \frac{\Delta I_c}{\Delta I_B} | U_{CE}=konstans </math>  
<math> h_{21} = \frac{\Delta I_c}{\Delta I_B} | U_{CE}=konstans </math>  
233. sor: 262. sor:
Közös emitteres kapcsolás, áramgenerátorosan meghajtjuk a bázis felől (feszgenerátor, és a bemeneti ellenálláshoz képest sokkal nagyobb ellenállás) és UCE=állandó az a kimeneti ellenálláshoz képest rövidzár (gyakorlatilag árammérő-vel kell lezárni). <math> I_B, I_C </math> értékéből számítható.
Közös emitteres kapcsolás, áramgenerátorosan meghajtjuk a bázis felől (feszgenerátor, és a bemeneti ellenálláshoz képest sokkal nagyobb ellenállás) és UCE=állandó az a kimeneti ellenálláshoz képest rövidzár (gyakorlatilag árammérő-vel kell lezárni). <math> I_B, I_C </math> értékéből számítható.


Itt van elrendezés: https://wiki.sch.bme.hu/bin/view/Villanyalap/LaborI2006ZH
Itt van elrendezés: [[Laboratórium 1 - 2006 őszi ZH megoldások]]


====8. Egy ciklikusan működő állapotgép 2MHz-es órajellel működik. Az állapotgép 3 bites állapotai: 100, 010, 001. A többi kód nem fordulhat elő. Logikai analizátorral hogyan ellenőrizné, hogy nem lép hibás kódú állapotba a hálózat?====
=== 8. Feladat ===
 
'''Egy ciklikusan működő állapotgép 2MHz-es órajellel működik. Az állapotgép 3 bites állapotai: 100, 010, 001. A többi kód nem fordulhat elő. Logikai analizátorral hogyan ellenőrizné, hogy nem lép hibás kódú állapotba a hálózat?'''


A logikai analizátor adat bemeneteire csatlakoztatjuk a számláló kimeneteit. Állapotanalízis üzemmódot állítunk be, a számláló órajele a mintavevő órajel. 2MHz-en ellenőrizzük, hogy a számláló állapotai megfelelnek-e az állapotgép működésének.
A logikai analizátor adat bemeneteire csatlakoztatjuk a számláló kimeneteit. Állapotanalízis üzemmódot állítunk be, a számláló órajele a mintavevő órajel. 2MHz-en ellenőrizzük, hogy a számláló állapotai megfelelnek-e az állapotgép működésének.


====9. Neptun kód átvitele 2 Stopbittel.====
=== 9. Feladat ===
 
'''Neptun kód átvitele 2 Stopbittel:'''


* Neptun kód: 6 karakter
* Neptun kód: 6 karakter
257. sor: 290. sor:
|}
|}


=== 10. Feladat ===


====10. Hogyan tesztelne le egy FPGA-ban megvalósított, viszonylag kevés állípotú szinkron sorrendi hálózatot, ha a logikai analizátor áll rendelkezésre és az FPGA-ban még sok erőforrás van kihasználatlanul (bőven van hely további hardver megvalósításához)?====
'''Hogyan tesztelne le egy FPGA-ban megvalósított, viszonylag kevés állípotú szinkron sorrendi hálózatot, ha a logikai analizátor áll rendelkezésre és az FPGA-ban még sok erőforrás van kihasználatlanul (bőven van hely további hardver megvalósításához)?'''
 
-- [[MolnarGabika|GAbika]] - 2010.12.08.
 
 


[[Category:Villanyalap]]
[[Kategória:Villamosmérnök]]

A lap jelenlegi, 2017. július 12., 15:36-kori változata

2008 őszi ZH

1. Feladat

Egy 10 V csúcsértékű, 1 kHz frekvenciájú szimmetrikus négyszögjelet mérünk az alábbi műszerekkel, mekkora értéket mutatnak?

Mindegyik szinuszos jelet feltételez, és mindegyik effektív értéket jelez ki.

Mérőműszer Mért érték Kijelzett érték
Effektív érték mérő
Csúcsértékmérő
Abszolút középértékmérő

Nem biztos, hogy helyes ez a megoldás! Effektív és csúcsérték mérő fel volt cserélve, javítva.

Műszerek leírása (3. oldali táblázat)

2. Feladat

Azonos frekvenciájú szinuszos jelek közötti fázisszöget mérünk oszcilloszkóppal időeltolódás és periódusidő alapján:

a) Rajzolja fel a mérési elrendezést!

A két jelet az oszcilloszkóp két különböző csatornájára tesszük. Mindkét jelen megkeresünk egy azonos fázishelyzetnek megfelelő értéket, célszerű a nullátmenetet választani. Ezek távolsága adja meg az időtengelyen a késleltetést, ami . A T periódusidő meghatározható bármelyik jel két egymás utáni azonos irányú nullátmenete alapján.

b) Rajzolja fel a mért jelalakokat, jelölje be rajta a mért mennyiségeket, és adja meg a fázisszög származtatási összefüggését!

A fázisszög az alábbi képlettel határozható meg:

Labor1 kép10.gif

c) A periódusidőt és a fázistolást ugyanazzal az időalappal mérjük. A leolvasási bizonytalanság 1%, az időalap-generátor erősítéshibája 0,5% és a függőleges erősítő erősítőhibája 0,5%. Mekkora a fázisszögmérés relatív hibája legrosszabb esetben?

A mérés előnye, hogy nem függ a pontosság az oszcilloszkóp időalapjának pontosságától. Legrosszabb esetben ( worst case ) a hiba: 1%, mivel az erősítéshiba nem változtatja meg a nullátmeneteket. [Hibás?]

Másik lehetséges megoldás: két leolvasás történik, és T bizonytalansága egyaránt 1%. A worst case összegzésnél a tényezők szerinti parciális deriválás és súlyozás után kijön, hogy a relatív hibához a kitevőjük (1 és -1) abszolút értékével járulnak hozzá, azaz 2% lesz a bizonytalanság.--Mp9k1 (vita) 2013. december 5., 23:22 (UTC)

3. Feladat

Adja meg az ideális szinuszjel és szimmetrikus háromszögjel amplitúdóspektrumát! A spektrumokat jellegre helyes ábrán szemléltesse!

  • Szinusz jel spektruma:

Labor1 kép11.gif

  • Háromszögjel időfüggvénye és spektruma:

Labor1 kép12.gif

  • Megjegyzés: spektrum meghatározása:

4. Feladat

Rajzolja föl a kettő- illetve a négyvezetékes impedanciamérést! Milyen esetekben fontos a négyvezetékes elrendezés?

Négyvezetékes mérés jelentősége: Kis impedanciák esetén a hozzávezetési és kontaktellenállásokat hatástalanítandó, a négykapcsú mérési elrendezés indokolt, ha összemérhető a mérendő ellenállás értéke a hozzávezetések ellenállásával.

Labor1 kép13.gif

5. Feladat

Rajzolja fel egy 2:1 áttételű transzformátor modelljét! Ismertesse a modell fizikai jelentését! Hogyan viszonyulnak egymáshoz a modellparaméterek laza és szoros csatolás esetén?

Labor1 kép14.gif

primer feszültség
szekunder feszültség
primer, szekunder oldali szórási impedanciák Valós komponens: rézellenállás; Képzetes komponens: szórási induktivitás
mágnesező impedancia mágnesező impedanciából és vasveszteségi ellenállásból áll

Szorosnál a főmező reaktancia nagyságrendekkel nagyobb, mint a szórt, lazánál pedig fordítva.

6. Feladat

Egy D flip-flopot a következő gyári adatok jellemeznek:

setup time 10 ns
hold time 5 ns

A flip-flop adatbemenetére jutó jelet egy inverteren keresztül vezetjük keresztül az alábbi ábrán látható módon.

Labor1 kép15.gif

Az inverter jelterjedési késleltetései:

min max
3ns 5ns
2ns 4ns

Adja meg a worst case setup időt erre a módosított flip-flopra!

15 ns a setup worst case-ben

Itt a '-s tagok a módosított ff paraméterei. Az első korrekciós tag az órajel késleltetésének a hatása, ezért kell csak a sorból venni a min/max értékeket (táblázat első sora). A második korrekciós tag az adat késleltetésének eredménye, így a és sorokat is figyelembe kell venni (tehát az egész táblázatot).

Amikor egy korrekciós taggal növeljük az eredményt, akkor maximim kell, amikor csökkentjük, akkor minimum kell, így lesz a végeredmény maximális, tehát worst-case eredmény".

7. Feladat

Rajzolja fel a bipoláris tranzisztor 5 elemes helyettesítőképét! Adja meg a helyettesítőkép elemeit a tranzisztor fizikai paramétereivel!

Labor1 kép16.gif

8. Feladat

Egy törölhető 6-os számláló () a katalógus alapján maximálisan 30MHz-es órajellel működtethető. Meg kell határoznunk, hogy egy konkrét példánynak mekkora a maximális működési frekvenciája. Rendelkezésre áll egy változtatható frekvenciájú (1Hz...200MHz) generátor és egy logikai analizátor. A számláló bemeneteire tetszőleges konstans logikai értéket kapcsolhat (kapcsolók segítségével). Röviden írja le, hogy miként oldaná meg a feladatot!

A logikai analizátor adat bemeneteire csatlakoztatjuk a számláló kimeneteit. Állapotanalízis üzemmódot állítunk be, a számláló órajele a mintavevő órajel. A végállapotot (111) állítjuk be leállási feltételként. 30MHz-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.

A Clear -re triggerelünk és az analízist az fogja indítani, hogy töröljük az értékeket.

9. Feladat

Hasonlítsa össze a párhuzamos port mérésben vizsgált két üzemmódjának (SPP és EPP) paramétereit az alábbi kategóriák szerint! Amennyiben egy állítás az adott üzemmódra nézve igaz "+", ha hamis akkor "-" jellel jelölje!

Tulajdonság SPP EPP Magyarázat ( ez nem volt feladat )
Kétirányú adatátvitel - + Az SPP módban csak kimenő irányú adatátvitel történik, EPP módban lehetséges a cím és adat kivitel mellett ezen paraméterek visszaolvasása is.
Nincs címzési lehetőség + - Az SPP módhoz egyetlen 8 bites kimeneti adatregiszter tartozik. Az EPP módhoz egy 8 bites címregiszter és a lehetséges 256 egyedileg címezhető adat regiszterből csak az első 4 címhez tartozik egy-egy írható/olvasható 8 bites adatregiszter.
Nagy sebesség ?+?
Átvitelszinkronizáció lehetősége ?+?
Szoftveres átvitelvezérlés a PC-ben +

10. Feladat

Adjon meg egy olyan tesztvektor-sorozatot az alábbi állapottáblával megadott, egyetlen X bemenettel rendelkező automatához, amely leteszteli az összes állapotátmenetét. A mellékelt táblázatban azt is tüntesse fel, hogy adott bemenetre milyen állapotba kerül az automata! Az automata a RESET jelre az A állapotba kerül.

X 0 1
A B\0 B\0
B C\1 A\1
C C\1 A\0


Átmenetek:

  • A -> B
  • B -> C,A
  • C -> C,A


RESET 1 0 0 0 1 0 0 0
X - 0 1 1 0 0 1 1
állapot A B A B C C A B


2008 őszi pótZH

1. Feladat

Graetz típusú egyenirányító:

a) Jelölje a váltakozó áramú bemenetet és az egyenáramú kimenetet, jelölje a polaritást is!

b) Rajzolja fel a kimeneten megjelenő jel alakját abban az esetben, ha a bemenetre frekvenciájú szinuszos feszültséget kapcsolunk!

A transzfer karakterisztika segítségével megrajzolható, hogy milyen a kimenet.

c) Adja meg az egyenirányított jel váltakozó komponensének frekvenciáját!

A lüktető egyenáram frekvenciája a váltóáram duplája.

Labor1 kép17.gif

Labor1 kép18.gif

2. Feladat

Ugyanaz mint az előzőben (azonos frekvenciájú szinuszos...)

3. Feladat

Adja meg a szimmetrikus négyszögjel amplitúdóspektrumát! Hogyan változik a spektrum, ha a szimmetria megsérül (az előjelváltás nem pontosan félperiódusonként következik be)? A spektrumot jellegre helyes ábrán szemléltesse!

A spektrum: frekvenciájú négyszögjel összetevői frekvenciákon vannak, ahol páratlan szám. Az egyes összetevők amplitúdói a frekvencia növekedtével szerint csökkennek.

Az alapfrekvencia páratlanszámú többszörösein jelennek meg összetevők csökkenő amplitúdóval, azaz f frekvenciájú négyszögjelnek lesz összetevője frekvenciákon, ez a végtelenig tart elméletileg. (ugyanis a négyszögjel végtelen sok ilyen szinuszból állítható elő tökéletesen)

Ha nem szimmetrikus a négyszögjel, akkor megjelennek a páros számú többszörösei is az alapharmonikusnak.

4. Feladat

Három és ötvezetékes mérés. Milyen esetekben fontos az ötvezetékes?

Labor1 kép19.gif

Hárompólus négykapcsú mérésénél ötvezetékes mérést kell használnunk, impedanciák áramát G pontba tereljük.

5. Feladat

Egy 600 -os forrást TELECOM transzformátor segítségével 600 -os terheléshez illesztünk. A transzformátor primer és szekunder ellenállása 25,3 . Számítsa ki a transzformátor áttételét!

Képlet: ahol:

  • - generátor belső ellenállása
  • - tekercsek DC ellenállása
  • - terhelő ellenállás
  • - menetszám áttétel n =

Tehát:

6. Feladat

TTL inverter transzfer karakterisztikájának mérés:

  • Rajzolja fel a mérési elrendezést
  • Határozza meg milyen gerjesztést alkalmazna
  • Ábrázolja a gerjesztő jel és az inverter arra adott válaszának időfüggvényét egy ábrán. Ne feledkezzen meg az _y_ tengely (feszültség) helyes skálázásáról!

Labor1 kép20.gif

A mérésen 0V alapszintű 5 nagyságú kb. 350Hz-es jellel kellett vizsgálni XY üzemmódban (mindképpen pozitív feszültség kell, hiszen a TTL áramkörök a negatív feszültséget levágják)

Labor1 kép21.gif

7. Feladat

Rajzolja fel a bipoláris tranzisztor h21 paraméterének mérésére szolgáló mérési összeállítást! Röviden ismertesse a mérés lépéseit!

Közös emitteres kapcsolás, áramgenerátorosan meghajtjuk a bázis felől (feszgenerátor, és a bemeneti ellenálláshoz képest sokkal nagyobb ellenállás) és UCE=állandó az a kimeneti ellenálláshoz képest rövidzár (gyakorlatilag árammérő-vel kell lezárni). értékéből számítható.

Itt van elrendezés: Laboratórium 1 - 2006 őszi ZH megoldások

8. Feladat

Egy ciklikusan működő állapotgép 2MHz-es órajellel működik. Az állapotgép 3 bites állapotai: 100, 010, 001. A többi kód nem fordulhat elő. Logikai analizátorral hogyan ellenőrizné, hogy nem lép hibás kódú állapotba a hálózat?

A logikai analizátor adat bemeneteire csatlakoztatjuk a számláló kimeneteit. Állapotanalízis üzemmódot állítunk be, a számláló órajele a mintavevő órajel. 2MHz-en ellenőrizzük, hogy a számláló állapotai megfelelnek-e az állapotgép működésének.

9. Feladat

Neptun kód átvitele 2 Stopbittel:

  • Neptun kód: 6 karakter
  • 1 karakter átvitele: 1 start bit + 8 adatbit(maga a karakter) + 2 stop bit (paritás nem volt megadva az +1 bit lenne még.)
  • Tehát 1 karakter átvitele 11bit küldésével történik, innen 6 karakter = 66 bit
4-féle átviteli sebesség(gondolom) számolás neptun kód átviteléhez szükséges idő:
19200 bps 66/19200 0.00343 sec
38400 bps 66/38400 0.00171 sec
57600 bps 66/57600 0.00114 sec
115200 bps 66/115200 0.00057 sec

10. Feladat

Hogyan tesztelne le egy FPGA-ban megvalósított, viszonylag kevés állípotú szinkron sorrendi hálózatot, ha a logikai analizátor áll rendelkezésre és az FPGA-ban még sok erőforrás van kihasználatlanul (bőven van hely további hardver megvalósításához)?

A lap eredeti címe: „https://vik.wiki/index.php?title=Laboratórium_1_-_2008_őszi_ZH_megoldások&oldid=192326”