„Laboratórium 1 - 2006 őszi ZH megoldások” változatai közötti eltérés

A VIK Wikiből
David14 (vitalap | szerkesztései)
a David14 átnevezte a(z) Labor 1. - 2006ZH-k lapot a következő névre: Laboratórium 1 - 2006 őszi ZH megoldások
Nagy Marcell (vitalap | szerkesztései)
a autoedit v2: fájlhivatkozások egységesítése, az új közvetlenül az adott fájlra mutat
 
(3 közbenső módosítás, amit 2 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva)
1. sor: 1. sor:
{{GlobalTemplate|Villanyalap|LaborI2006ZH}}
== 1. Feladat ==


'''Időben periodikusan változó jelek esetén definiálja a következő jellemzőket:'''


==Labor 1. - 2006ZH==
'''a) Egyszerű középérték:'''


=====1. Időben periodikusan változó jelek esetén definiálja a következő jellemzőket=====
* egyszerű középérték
<math> U_0=\frac{1}{T}\int_0^Tu(t)dt</math>
<math> U_0=\frac{1}{T}\int_0^Tu(t)dt</math>


* abszolút középérték
'''b) Abszolút középérték:'''
 
<math> U_k=\frac{1}{T}\int_0^T \left| u(t) \right| dt</math>
<math> U_k=\frac{1}{T}\int_0^T \left| u(t) \right| dt</math>


* effektívérték
'''c) Effektív érték:'''
 
<math> U=\sqrt{\frac{1}{T}\int_0^T(u(t))^2dt}</math>
<math> U=\sqrt{\frac{1}{T}\int_0^T(u(t))^2dt}</math>


* csúcstényező, formatényező:
'''d) Csúcstényező:'''
<math> k_{cs}=\frac{U_{csucs}}{U}, k_f=\frac{U}{U_k} </math>
 
<math> k_{cs}=\frac{U_{csucs}}{U} </math>
 
'''e) Formatényező:'''
 
<math> k_f=\frac{U}{U_k} </math>
 
== 2. Feladat ==
 
'''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.'''
 
'''a) Rajzolja fel, hogy milyen jelalak mérhető a kábel bemenetén, ha a hibahelyen a lezárás <math> Z_L=3Z_0 </math>-val modellezhető!'''


=====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.
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.


{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2006ZH|ZH_2006_2.gif}}
[[File:Labor1 kép5.gif]]
* 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?
'''b) 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)!'''
 
'''c) Mekkora a reflexiós tényező?'''
 
<math> \gamma = \frac{E_r}{E_i}=\frac{Z_L-Z_0}{Z_L+Z_0}= \frac{1}{2} </math>
<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)=====
== 3. Feladat ==
 
'''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.'''
 
'''a) Mekkora effetív értékű és frekvenciájú a bemenő jel?'''


#  Bemenő jel effektív értéke:
<math> U = \frac{1}{2} \frac{ 1 }{ \sqrt{2} } </math>
<math> U = \frac{1}{2} \frac{ 1 }{ \sqrt{2} } </math>


bA torzítás megadására használt két kifejezés?  
'''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_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>
<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>
'''c) Adja meg a generátor torzítását százalékban az egyszerűbb kifejezéssel!'''
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====
<math>X_1=10^{-9/20}=0,35V</math>


{| border="1"
<math>X_2=10^{-49/20}=0,0035V</math>
|Z=0, ha <math> f\Rightarrow </math> 0, vagy <math> f\Rightarrow \infty </math>
 
Ennek megfelelően: <math> k_2=\sqrt{ \frac{ 0,0035^2}{0,35^2 }}=0,01 </math> azaz 1%
 
== 4. Feladat ==
 
'''Egy ismeretlen felépítésű kétpólus impedanciáját mérjük a frekvencia függvényében. A kapott impedanciagörbe sáváteresztő jellegű, azaz:'''
 
<math> |Z|=0, ha f\Rightarrow 0</math>
 
<math> |Z|=0, ha f\Rightarrow \infty </math>


{| border="1"
<math> |Z|= Z_m, ha f=f_m </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!  
'''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.
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>
Modellparaméterek közötti összefüggés: <math> |Z_m|=R </math>
Illetve rezonancián: <math> f_m=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}</math>
Illetve rezonancián: <math> f_m=\frac{1}{2\pi \sqrt{LC}}</math>


* így DC-n a tekercs miatt rövidzár
Így DC-n a tekercs miatt rövidzár.
* a f=végtelen frekvencián a kondi miatt rövidzár
 
A f=végtelen frekvencián a kondi miatt rövidzár.
 
== 5. Feladat ==


=====5. Adott egy torroid tekercs. N=140, mért értékei: L=50mH, menetkapacitás: C=300pF.=====
'''Adott egy torroid tekercs. N=140, mért értékei: L=50mH, menetkapacitás: C=300pF.'''


* az <math> A_L </math> meghatározása  
'''a)Az <math> A_L </math> meghatározása:'''
<math> A_L = \frac{L}{N^2} = 2551 nH </math>
<math> A_L = \frac{L}{N^2} = 2551 nH </math>
* Milyen frekvenciasávban kisebb 0,5%-nál a menetkapacitásból adódó hiba?  
'''b) Milyen frekvenciasávban kisebb 0,5%-nál a menetkapacitásból adódó hiba?'''
<math> L_{eff}=\frac{L_0}{1-(\frac{\omega}{{\omega}_r})^2}</math>
<math> L_{eff}=\frac{L_0}{1-(\frac{\omega}{{\omega}_r})^2}</math>
<math> (\frac{\omega}{{\omega}_r})^2=0,005</math> esetén
<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> L_{eff}=L_0 \cdot 1,005</math>, azaz 5%-os a növekedés.
 
<math> \frac{\omega}{{\omega}_r}=0,0707</math>
<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}\] \[ f \leq 2,9kHz</math>
<math> \omega \leq 0,0707{\omega}_r =0,0707\frac{1}{\sqrt{LC}}=18,25 \cdot 10^3\frac{rad}{s}\] \[ f \leq 2,9kHz</math>


=====6. Adjon mérési elrendezést bipoláris tranzisztor h21 paraméterének mérésére, és röviden írja le a mérés menetét! =====
== 6. Feladat ==
 
'''Adjon mérési elrendezést bipoláris tranzisztor h21 paraméterének mérésére, és röviden írja le a mérés menetét!'''


{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2006ZH|ZH_2006_6.gif}}
[[File:Labor1 kép6.gif]]


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.
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.
79. sor: 113. sor:
<math> \beta = h_{21}=\frac{\Delta I_c}{\Delta I_B}  (U_{CE}=</math>állandó)
<math> \beta = h_{21}=\frac{\Delta I_c}{\Delta I_B}  (U_{CE}=</math>állandó)


{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2006ZH|ZH_2006_2b.gif}}
[[File:Labor1 kép7.gif]]
 
== 7. Feladat ==


=====7. TTL inverter transzfer karakterisztikáját szeretnénk felvenni.=====
'''TTL inverter transzfer karakterisztikáját kell megmérnie:'''
# Milyen vizsgálójelet alkalmazna?
 
'''a) Milyen gerjesztést alkalmazna?'''
* Mindenképpen olyat ami minden időpillanatban pozitív értéket vesz föl, ugyanis a TTL áramkörök levágják a negatív részét a jelnek.
* 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.
* Szimmetrikus háromszögjel jó választás lehet, mert így jól megfigyelhető a komparálási szint, mert nincsenek benne hirtelen ugrások.
89. sor: 126. sor:
* Mérésen: 350Hz-es 0 és 5V közötti szimmetrikus háromszögjellel mértük.
* Mérésen: 350Hz-es 0 és 5V közötti szimmetrikus háromszögjellel mértük.


b. Ábrázolja közös ábrán a gerjesztő jelet és a választ! Ügyeljen a tengelyek skálázására!  
'''b) Ábrázolja közös ábrán a gerjesztő jelet és a választ! Ügyeljen a tengelyek skálázására!'''
 
[[File:Labor1 kép8.bmp]]


{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2006ZH|ZH_2006_7.gif}}
== 8. Feladat ==


=====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! =====
'''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.
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. Feladat ==


=====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?=====
'''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.
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.
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
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
Neptun kód 6 karakter, így <math> 6 \cdot 1,25 </math>ms = 7,5 ms


== 10. Feladat ==


=====10.  Adjon tesztvektort, mely az automata összes állapotátmenetét teszteli!=====
'''Adjon tesztvektort, mely az automata összes állapotátmenetét teszteli!'''


{| border="1"
{| border="1"
118. sor: 161. sor:
| C || B/0 || C/0  
| C || B/0 || C/0  
|}
|}


{| border="1"
{| border="1"
126. sor: 170. sor:
| állapot || A || B || B || C || C || B || A || C  
| állapot || A || B || B || C || C || B || A || C  
|}
|}
* több jó megoldás is lehetséges!
 
Több jó megoldás is lehetséges!
   
   
 
[[Kategória:Villamosmérnök]]
-- [[MolnarGabika|GAbika]] - 2010.12.08.
 
 
[[Category:Villanyalap]]

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

1. Feladat

Időben periodikusan változó jelek esetén definiálja a következő jellemzőket:

a) Egyszerű középérték:

b) Abszolút középérték:

c) Effektív érték:

d) Csúcstényező:

e) Formatényező:

2. Feladat

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.

a) Rajzolja fel, hogy milyen jelalak mérhető a kábel bemenetén, ha a hibahelyen a lezárás -val modellezhető!

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

b) Jelölje be a releváns időintervallumokat ( az egyirányú út megtételéhez szükséges idő), az amplitúdókat ( a generátor ugrásjelének nagysága)!

c) Mekkora a reflexiós tényező?

3. Feladat

Szinusz generátor torzítását mérjük oszcilloszkóp FFT funkciójával. A generátor beállított paraméterei: , nagyimpedanciás kimenet. Az oszcilloszkópot torzításmentesnek vesszük. Két minta figyelhető meg: 100Hz illetve 300Hz frekvencián, -9dBV és -49dBV nagysággal.

a) Mekkora effetív értékű és frekvenciájú a bemenő jel?

b) A torzítás megadására használt két kifejezés?

c) Adja meg a generátor torzítását százalékban az egyszerűbb kifejezéssel!

Ennek megfelelően: azaz 1%

4. Feladat

Egy ismeretlen felépítésű kétpólus impedanciáját mérjük a frekvencia függvényében. A kapott impedanciagörbe sáváteresztő jellegű, azaz:

Adja meg a legvalósághűbb 3 elemű modellt, és a modellparaméterek kapcsolatát és 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:

Illetve rezonancián:

Így DC-n a tekercs miatt rövidzár.

A f=végtelen frekvencián a kondi miatt rövidzár.

5. Feladat

Adott egy torroid tekercs. N=140, mért értékei: L=50mH, menetkapacitás: C=300pF.

a)Az meghatározása:

b) Milyen frekvenciasávban kisebb 0,5%-nál a menetkapacitásból adódó hiba?

esetén

, azaz 5%-os a növekedés.

Értelmezés sikertelen (formai hiba): {\displaystyle \omega \leq 0,0707{\omega}_r =0,0707\frac{1}{\sqrt{LC}}=18,25 \cdot 10^3\frac{rad}{s}\] \[ f \leq 2,9kHz}

6. Feladat

Adjon mérési elrendezést bipoláris tranzisztor h21 paraméterének mérésére, és röviden írja le a mérés menetét!

A mérőkapcsolásban árammérővel mérjük bázisáramot és kollektor áramot. VÁltoztassuk és feszültségeket. -os ellenállással biztosítjuk az áramgenerátoros meghajtást.

állandó)

7. Feladat

TTL inverter transzfer karakterisztikáját kell megmérnie:

a) Milyen gerjesztést 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!

8. Feladat

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. Feladat

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 s.

Az átviteli mód 1START + 8 adat + 1 PAR + 2 STOP = 12bit/karakter keretet határoz meg.

Egy karakter átvitele ms

Neptun kód 6 karakter, így ms = 7,5 ms

10. Feladat

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!