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

David14 (vitalap | szerkesztései)
aNincs szerkesztési összefoglaló
Nagy Marcell (vitalap | szerkesztései)
a autoedit v2: fájlhivatkozások egységesítése, az új közvetlenül az adott fájlra mutat
 
(6 közbenső módosítás, amit 5 másik szerkesztő végzett, nincs mutatva)
1. sor: 1. sor:
== 1. Feladat ==
== 2008 őszi ZH ==
 
=== 1. Feladat ===


'''Egy 10 V csúcsértékű, 1 kHz frekvenciájú szimmetrikus négyszögjelet mérünk az alábbi műszerekkel, mekkora értéket mutatnak?'''
'''Egy 10 V csúcsértékű, 1 kHz frekvenciájú szimmetrikus négyszögjelet mérünk az alábbi műszerekkel, mekkora értéket mutatnak?'''
8. sor: 10. sor:
|'''Mérőműszer''' || '''Mért érték''' || '''Kijelzett érték'''
|'''Mérőműszer''' || '''Mért érték''' || '''Kijelzett érték'''
|-
|-
|'''Effektív érték mérő''' || <math> 10 V </math> || <math> \frac{10}{\sqrt{2}} V </math>  
|'''Effektív érték mérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10 V </math>  
|-
|-
|'''Csúcsértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10 V </math>  
|'''Csúcsértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> \frac{10}{\sqrt{2}} V </math>
|-
|-
|'''Abszolút középértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10* \frac{\pi}{2\sqrt{2}} V </math>
|'''Abszolút középértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10* \frac{\pi}{2\sqrt{2}} V </math>
16. sor: 18. sor:


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


== 2. Feladat ==
[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:'''
'''Azonos frekvenciájú szinuszos jelek közötti fázisszöget mérünk oszcilloszkóppal időeltolódás és periódusidő alapján:'''
29. sor: 34. sor:
A fázisszög az alábbi képlettel határozható meg: <math> \varphi = 360^{\circ} \frac{\Delta t}{T} </math>
A fázisszög az alábbi képlettel határozható meg: <math> \varphi = 360^{\circ} \frac{\Delta t}{T} </math>
 
 
[[Fájl:Labor1 kép10.gif]]
[[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?'''
'''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.
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?]


== 3. Feladat ==
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)
 
=== 3. Feladat ===


'''Adja meg az ideális szinuszjel és szimmetrikus háromszögjel amplitúdóspektrumát! A spektrumokat jellegre helyes ábrán szemléltesse!'''
'''Adja meg az ideális szinuszjel és szimmetrikus háromszögjel amplitúdóspektrumát! A spektrumokat jellegre helyes ábrán szemléltesse!'''
41. sor: 48. sor:
*Szinusz jel spektruma:
*Szinusz jel spektruma:


[[Fájl:Labor1 kép11.gif]]
[[File:Labor1 kép11.gif]]


*Háromszögjel időfüggvénye és spektruma:
*Háromszögjel időfüggvénye és spektruma:
49. sor: 56. sor:
*Megjegyzés: spektrum meghatározása: <math> a_n = \frac{4A}{n^2 {\pi}^2} \sin \left| \frac{n \pi}{2} \right| </math>
*Megjegyzés: spektrum meghatározása: <math> a_n = \frac{4A}{n^2 {\pi}^2} \sin \left| \frac{n \pi}{2} \right| </math>


== 4. Feladat ==
=== 4. Feladat ===


'''Rajzolja föl a kettő- illetve a négyvezetékes impedanciamérést! Milyen esetekben fontos a négyvezetékes elrendezés?'''
'''Rajzolja föl a kettő- illetve a négyvezetékes impedanciamérést! Milyen esetekben fontos a négyvezetékes elrendezés?'''
55. sor: 62. sor:
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: Kis impedanciák esetén a hozzávezetési és kontaktellenállásokat hatástalanítandó, a négykapcsú mérési elrendezés indokolt, ha összemérhető a mérendő ellenállás értéke a hozzávezetések ellenállásával.


[[Fájl:Labor1 kép13.gif]]
[[File:Labor1 kép13.gif]]


== 5. Feladat ==
=== 5. Feladat ===


'''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?'''


[[Fájl:Labor1 kép14.gif]]
[[File:Labor1 kép14.gif]]


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


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. Feladat ===


'''Egy D flip-flopot a következő gyári adatok jellemeznek:'''
'''Egy D flip-flopot a következő gyári adatok jellemeznek:'''
87. sor: 94. 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.'''


[[Fájl:Labor1 kép15.gif]]
[[File:Labor1 kép15.gif]]


'''Az inverter jelterjedési késleltetései:'''
'''Az inverter jelterjedési késleltetései:'''
111. sor: 118. sor:
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. Feladat ==
=== 7. Feladat ===


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


[[Fájl:Labor1 kép16.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>
123. sor: 130. sor:
* <math> g_m = \frac{ I_c }{ U_t } </math>
* <math> g_m = \frac{ I_c }{ U_t } </math>


== 8. Feladat ==
=== 8. Feladat ===


'''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!'''
131. 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. Feladat ==
=== 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!'''
'''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!'''
149. sor: 156. sor:
|}
|}


== 10. Feladat ==
=== 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.'''
'''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.'''
179. sor: 186. sor:




==Labor 1. - 2008 pótZH==
== 2008 őszi pótZH ==


====1. _Graetz típusú egyenirányító_====
=== 1. Feladat ===
* 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
'''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.
 
[[File:Labor1 kép17.gif]]


A lüktető egyenáram frekvenciája a váltóáram duplája.  
[[File:Labor1 kép18.gif]]


<br />
=== 2. Feladat ===
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_1.gif}}


<br />
'''Ugyanaz mint az előzőben (azonos frekvenciájú szinuszos...)'''
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|Graetz.gif}}


====2. Ugyanaz mint az előzőben (azonos frekvenciájú szinuszos...)====
=== 3. 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====
'''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?'''
<br />
 
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_4.gif}}
[[File:Labor1 kép19.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 ===


<math> R_b = R_1 + n^{2}R2 + n^{2}R_t </math>
'''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!'''


ahol
Képlet: <math> R_b = R_1 + n^{2}R2 + n^{2}R_t </math> ahol:
<math> R_b </math> - generátor belső ellenállása
<math> R_1, R_2 </math> - tekercsek DC ellenállása
<math> R_t </math> - terhelő ellenállás
<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>  
*<math> R_b </math> - generátor belső ellenállása
*<math> R_1, R_2 </math> - tekercsek DC ellenállása
*<math> R_t </math> - terhelő ellenállás
*<math> n </math> - menetszám áttétel n = <math> \frac{N_{primer}}{N_{szekunder}} </math>


====6. TTL inverter transzfer karakterisztikájának mérés:====
Tehát: <math> n=\sqrt{\frac{R_b - R_1}{R_2 + R_t}}=0.95 </math>
* 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 />
=== 6. Feladat ===
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_6.gif}}


* 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)
'''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!'''


<br />
[[File:Labor1 kép20.gif]]
{{InLineImageLink|Villanyalap|LaborI2008ZH|PZH_2008_6b.gif}}


====7. Rajzolja fel a bipoláris tranzisztor ''h21'' paraméterének mérésére szolgáló mérési összeállítást! Röviden ismertesse a mérés lépéseit!====
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 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>  
246. 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. Feladat ===


====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?====
'''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
270. 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]]