VIK Wiki

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

← Régebbi szerkesztésÚjabb szerkesztés →
Vizuális
David14 (vitalap | szerkesztései)
4 081 szerkesztés
a David14 átnevezte a(z) Labor 1. 2008 ZH-k lapot a következő névre: Laboratórium 1 - 2008 őszi ZH megoldások
David14 (vitalap | szerkesztései)
4 081 szerkesztés
aNincs szerkesztési összefoglaló
1. sor: 1. sor:
{{GlobalTemplate|Villanyalap|LaborI2008ZH}}
== 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.
{| border="1"
|'''Mérőműszer''' || '''Mért érték''' || '''Kijelzett érték'''
|-
|'''Effektív érték mérő''' || <math> 10 V </math> || <math> \frac{10}{\sqrt{2}} V </math>
|-
|'''Csúcsértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10 V </math>
|-
|'''Abszolút középértékmérő''' || <math> 10 V </math> || <math> 10* \frac{\pi}{2\sqrt{2}} V </math>
|}
''Nem biztos, hogy helyes ez a megoldás!''
== 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.


==Labor 1. - 2008. ZH megoldással==
'''b) Rajzolja fel a mért jelalakokat, jelölje be rajta a mért mennyiségeket, és adja meg a fázisszög származtatási összefüggését!'''


====1. _Egy 10V csúcsértékű, 1kHz frekvenciájú szimmetrikus négyszögjelet mérünk az alábbi műszerekkel, mekkora értéket mutatnak?_====
A fázisszög az alábbi képlettel határozható meg: <math> \varphi = 360^{\circ} \frac{\Delta t}{T} </math>
Mindegyik sinusos jelet feltételez, és mindegyik effektív értéket jelez ki
[[Fájl:Labor1 kép10.gif]]
| mérőműszer || mért érték || kijelzett érték||
|}
|effektív érték mérő || 10V || 10V || =>??? nem <math> \frac{10}{\sqrt{2}} </math>?
|}
|csúcsértékmérő || 10V || <math> \frac{10}{\sqrt{2}} </math> || =>??? nem 10V?
|}
|abszolút középértékmérő || 10V || szorozva a szinusz formatényezőjével:10* <math>\frac{\pi}{2\sqrt{2}} </math> ||
|}


//Később szerkesztendő:
'''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 helyes megoldást lásd itt:
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.


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''
[[Fájl: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:
[[Fájl: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 soros csatolás esetén?'''


<br />
[[Fájl: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.
Sorosnál a főmező reaktancia nagyságrendekkel nagyobb, mint a szórt lazánál pedig fordítva.


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


{| border="1"
{| border="1"
80. sor: 85. 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}}
[[Fájl:Labor1 kép15.gif]]


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


{| border="1"
{| border="1"
94. sor: 99. 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: 107. 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}}
[[Fájl: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: 123. 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: 131. 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: 149. 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: 163. sor:
|}
|}


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


{| border="1"
{| border="1"
165. sor: 177. sor:
|állapot|| A || B || A || B || C || C || A || B  
|állapot|| A || B || A || B || C || C || A || B  
|}
|}


==Labor 1. - 2008 pótZH==
==Labor 1. - 2008 pótZH==
A lap eredeti címe: „https://vik.wiki/Laboratórium_1_-_2008_őszi_ZH_megoldások”