Mérés laboratórum 2 - 1. 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?
Ad → ∞, rd → ∞, r ki → 0
Ahol rd a differenciális bemeneti ellenállás, r ki a kimenő ellenállás
Két bemenete van és az ezek közti feszültségkülönbséget erősíti, az Ad -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, rd = 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 (*Ao*)?
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?
:
falsó = 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.
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)
