Taitaja2008, Elektroniikkalajin semifinaali

Transkriptio

1 Taitaja2008, Elektroniikkalajin semifinaali Kilpailijan nimi: 1) Oheisen kytkennän kokonaisresistanssi on n. 33 Ohm 150 Ohm a) 70 Ohmia b) 100 Ohmia c) 120 Ohmia 120 Ohm 2) Oheisen kytkennän kokonaisresistanssi on n. 220 Ohm 120 Ohm a) 390 Ohmia b) 270 Ohmia c) 560 Ohmia 680 Ohm 680 Ohm 100 Ohm 120 Ohm 3. Kolmen sarjaan kytketyn kondensaattorin: 10 pf, 1 nf ja 100 nf yhteiskapasitanssi on noin a) pf b) 10 p F c) 0,1 uf

2 6. Mitoita LEDin etuvastus siten, että LEDin virta on 10mA R +5,0V LED (pun.) UF = 1,7 V a) 390 ohm b) 270 ohm c) 3,3 kohm d) 330 ohm 7. Kuvan periaatekytkennän esittämä laite on a) hakkuriteholähde b) dioditesteri c) kapasitanssimittari d) paristotesteri 8. Laske diodin D2 läpi kulkeva virta I2 (Si-diodin UF = 0,6V). E D1 R1 R2 I2 D2 E = 6,0 V R1 = 1 kohm R2 = 1 kohm D1 = Si-diodi D2 = Si-diodi a) 1,35 ma b) 4,8 ma c) 4,2 ma d) 5,4 ma 2

3 9.Kytkennän lähtöjännite on a) 6,8 V b) 13,6 V c) 7,5 V d) 0 V 10. Kytkintransistorin saturaatiojännite on noin a. 100 mv b. 0,7 V c. 45 V 11. Jännitevahvistuksen lukuarvo 30 vastaa noin a. 30 db b. 15 db c. 6 db 12. Vaimennuspäällä (10:1) varustettu oskilloskooppi kuormittaa mitattavaa piiriä kuten a. 1 M vastus b. 10 M vastus c. 100 M vastus 13. Vahvistimesta saadaan suurin lähtöteho kun siihen liitettävän kaiuttimen impedanssi on a. suuri b. pieni c. yhtä suuri kuin vahvistimen lähtöimpedanssi 14. Vahvistimesta saadaan suurin lähtöjännite kun sen kuormitusvastuksen impedanssi on a. pieni b. yhtä suuri kuin vahvistimen lähtöimpedanssi c. suuri 15. Mitoita alla oleva kytkentä siten, että lamppu loistaa, kun kytkin K tulee johtavaksi. Ucc K Rb T1 hfe L Ucc = 6,0 V Lamppu: 6V, 200mA T1:n hfe > 50 a) Rb = 15kohm b) Rb = 12kohm c) Rb = 1,5kohm d) Rb = 1,2kohm 3

4 16. Laske alla olevan kytkennän tasavirtatoimintapiste (Ic, Uce), kun transistorin virtavahvistus on tasan sata. Ck Rb Rc Ucc Ck T hfe Ucc = 12V Rc = 1 kohm Rb = 220 kohm a) Ic = 5,2mA, Uce = 5,2V b) Ic = 5,2mA, Uce = 6,8V c) Ic = 3,6mA, Uce = 6,8V d) Ic = 6,8mA, Uce = 5,2V 17. Paljonko on alla olevan vahvistimen jännitevahvistus? Ck Rb Rc Ucc Ck T hfe Ucc = 12V Rc = 1 kohm Rb = 220 kohm Re = 100 ohm hfe = 50 a) Au = 25 b) Au = 50 c) Au = 10 d) Au = 5 Re 18. Transistorin enimmäisarvot ovat: I C 100mA, U CE 45 V ja P TOT 250 mw. Missä tilanteessa transistori kuormittuu eniten? a. I C 90mA, U CE 2,5 V b. I C 50mA, U CE 25 V c. I C 1mA, U CE 40 V 19. Oheinen kytkentä toteuttaa loogisen funktion a) F = AB b) F = AC c) F = A + C d) F = BC A B >1 >1 & F C & 4

5 a) 0 3 b) 0 4 c) 0 5 d) Kytkennän 7-segmentin lukuarvot vaihtelevat välillä 21. Laske alla olevan vahvistimen lähtöjännite Uo. Ui 1,0V R1 + - R2 Uo R1 = 470 ohm R2 = 4,7 kohm a) -10V b) +10V c) -11V d) +11V Seuraavat tehtävät liittyvät viimeisellä sivulla olevan laitteen piirikaavioon! Vianhakutehtävät Mikä seuraavista vaihtoehdoista on oikea vaihtoehto? Vika voi teoriassa olla muuallakin, mutta jokin annetuista vaihtoehdoista on oikea vastaus. Olettamus on, että laite on ollut alun perin toimiva ja siihen on tullut vika. Kyse ei ole siis tuotekehittelyn aikana esiintyvästä suunnittelu, ohjelmointi tai valmistusviasta. 22.Laiteen näyttö näyttää toimivan muuten ihan oikein, mutta vähiten merkitsevä numero (LD4) on koko ajan pimeänä. a) Puskuripiiri IC1 on viallinen b) Transistori Q4 on oikosulussa c) Transistori Q4 on poikki d) Mikään edellä olevista vaihtoehdoista ei voi aiheuttaa tätä vikaa. 5

6 23.Laiteen näyttö näyttää toimivan muuten ihan oikein, mutta vähiten merkitsevässä numerossa LD4 näyttäisi suurimman osan ajasta loistavan lähes kaikki segmentit, kuitenkin siten että niissä tapahtuu jotain muutoksia. Lisäksi näyttö on selvästi muita näyttöjä (LD1, LD2 ja LD3) paljon kirkkaampi. Vähiten merkitsevän näytön segmenteistä vaikuttaa aina loistavan se segmentti, joka loistaa vastaavasti jossain edellisten näyttöjen segmenteistä. a)puskuripiiri IC1 on viallinen b)transistori Q4 on oikosulussa c)transistori Q4 on poikki d)7-segmenttinäyttö LD4 on rikki 24.Laiteen näyttö näyttää toimivan muuten ihan oikein, mutta kaikissa näytöissä loistaa koko ajan D-segmentti. a)puskuripiiri IC1 on viallinen b)kaikki transistorit Q1-Q4 ovat viallisia. c)vastus R12, joka on puskuripiirin ja kaikkien näyttöjen D-segmenttien välissä on poikki d)kaikki 7-segmenttinäyttöt (LD1-LD4) ovat vioittuneet 25.Laiteen näyttö näyttää toimivan muuten ihan oikein, mutta yhdessä näytössä LD1 D-segmentti on koko ajan pimeänä, vaikka sen pitäisi loistaa tietyissä numeroissa. a)puskuripiiri IC1 on viallinen b)transistori Q1 on viallinen c)vastus R12, joka on puskuripiirin ja kaikkien näyttöjen D-segmenttien välissä on poikki d)7-segmentti näyttö LD1 on viallinen 26.Laiteen näyttö näyttää toimivan muuten ihan oikein, mutta kaikissa näytöissä D-segmentti on koko ajan pimeänä, vaikka sen pitäisi loistaa tietyissä numeroissa. a)puskuripiirin sisällä D-segmenttiä ohjaava Darlington transistori on oikosulussa b)puskuripiirin sisällä D-segmenttiä ohjaava Darlington transistori on poikki c)kaikki transistorit Q1-Q4 ovat viallisia d)mikään edellä olevista vaihtoehdoista ei voi aiheuttaa tätä vikaa. Kytkennän toimintaan ja ohjelmointiin liittyviä kysymyksiä 27.Mikä tieto mikro-ohjaimen (IC2) B-portissa pitää olla sillä hetkellä, kun johonkin näytöistä asetetaan loistamaan numero 5 (desimaalipiste ei saa loistaa)? Vihje: PB7 = MSB on eniten merkitsevä bitti ja PB0 = LSB on vähiten merkitsevä bitti. Se kumpi tila liitäntään pitää asettaa, jotta vastaava segmentti loistaa, voidaan päätellä puskuripiirin ULN2803:n sisäisestä kytkennästä. Huom. Muunna alla olevat luvut ensin vastaaviksi binääriluvuiksi. a)49 h b)b6 h c)55 h d)aa h 28.Mikä tieto mikro-ohjaimen D-porttiin pitää laittaa sillä hetkellä, kun B-porttiin laitettu numero halutaan näkyviin toiseksi ylimpään näyttöön (LD2)? Huomaa, tieto asetetaan vain D-portin neljään alimpaan bittiin. Siksi ylimmän neljän bitin muodostama vastaava heksa-merkki on merkitty x:llä (ei merkitystä). 6

7 Vihje: mieti ensin, missä tilassa kyseistä näyttöä ohjaavan transistorin kanta pitää olla, jotta näytön segmentit saisivat tarvitsemansa virran. a)xb h b)x4 h c)x2 h d)x3 h 29.D-porttiin voidaan asetta tieto ohjelmalauseella PORTD = x, missä x on muuttuja tai luku, joka asetetaan D- porttiin. PORTD &= luku; uudeksi arvoksi. PORTD = luku; uudeksi arvoksi. tekee biteittäisen JA-operaation PORTD:n ja luvun välillä, tulos laitetaan PORTD:n tekee biteittäisen TAI-operaation PORTD:n ja luvun välillä, tulos laitetaan PORTD:n Mikä seuraavista ohjelmalausepareista asettaa tiedon 1110 vain D-portin neljään alempaan bittiin. Ensin D- portin neljä alinta bittiä pitää nollata ja sen jälkeen neljänneksi, kolmanneksi ja toiseksi alimmat bitit pitää asettaa ykköseksi. Neljän ylimmän bitin arvoa ei saa muuttaa. a) PORTD &= 0x0F; PORTD = 0x01; b) PORTD = 0x0F; PORTD &= 0x01; c) PORTD &= 0xF0; PORTD = 0x0E; d) PORTD = 0xF0; PORTD &= 0x0E; 30.Kytkentäkaavion mukaisessa näytönohjauksessa tarvitaan ohjelmapätkä, joka muuttaa jokaisella (näytön päivitys-) kierroksella muuttujaa disp seuraavasti: 0, 1, 2, 3, 0, 1, 2, 3, 0, 1, Muuttuja disp pitää kirjaa siitä, mihin näyttöön seuraava numero näytetään. Mikä seuraavista ohjelmapätkistä toteuttaa yllä kuvatun toiminnan? a. disp++; if (disp > 3) disp = 1; b. disp<=3; disp++; c. disp++; disp<<3; d. disp++; disp%=4; 7

8

9 1. b 2. a 3. b 4. a 5. d 6. d 7. a 8. c, (muutettu b:stä) 9. c 10. a 11. a 12. b 13. c 14. c 15. d 16. b 17. c 18. b 19. d 20. b 21. d 22. c 23. b 24. a 25. d 26. b 27. b 28. a 29. a 30. d Taitaja2008/Elektroniikka Semifinaalin teoriatehtävien vastaukset: