S SÄHKÖTEKNIIKKA Kimmo Silvonen

Transkriptio

1 S55.3 SÄHKÖTKNIIKKA Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät,3,5,8,. välikoe: tehtävät,2,3,4,5 2. välikoe: tehtävät 6,,8,9, Oletko muistanut täyttää palautekyselyn Teesenytja hauku samalla kokeet.. aske jännite U. =4Ω, 2 =2Ω, =2Ω, J =2A, =8V, 2 =4V. + 2 U ß J 2 2. Sinimuotoinen jännitelähde e(t) = sin!t liitetään piiiin hetkellä t =. Kelan alkuvita on nolla, kuten kuvasta voi uumoilla. Vita tulee olemaan muotoa i(t) =Ae t=fi + B cos!t + C sin!t, jossa A, B, C ja fi ovat kaikki eaalilukuvakioita. atkaise näiden vakioiden lukuavot. Sen voin kyllä sanoa, että kaavakokoelman yitteistä ei tässä ole mitään hyötyä. =8Ω, =4H,! =:5 s. e(t) AU t = i(t) 3. aske vita I 2. = 6 o V, =2Ω, 2 =4Ω, =5Ω,! =2 s, =H. 4. aske jännitelähteen vita I, kun kuomana on neljä laitetta kuvan mukaisesti. P = W, p cos ffi =( 5 ) 5 ind, Z 2 = (4 + j2) Ω, Q 3 =VA, P 4 =W, =V. I 2 I2 P cos ffi Z 2 Q 3 P 4 H HH 5. Oheisessa muuntajassa muuntosuhde n = 24:96 sekä impedanssit Z k = ( + j) Ω ja Z = 624( + j) Ω, = 25 8 Ω. aske lähdejännite, kun kuoman jännite U 2 = 2 V. Käännä Z k Z U 2 n :

2 + 6. Diodin yhtälö voidaan esittää Tayloin sajana likimain muodossa i D = I S e T ß I S e T ( + ), jossa on diodin tasajännite ja siihen summautunut pieni signaali. aske ja, jos e A =5+:sin!t. =5mV, I S =68nA, = 3 Ω. e A i aske tansistoin emitteivita I. = V, U B = : V, fi =, = 2 = 6:6 kω, = 5 Ω, 4 = 4 Ω. I 6I B 4 ff I 2 8. Opeaatiovahvistimen käyttöjännitteet ajoittavat potentiaalin V (maahan nähden) välille [3 :::+ 3] V. Millä tasajännitteen avoilla V saavuttaa ääiavonsa S = kω, = 5:6 kω, 2 =4:8 kω, =kω. S + " "" V 2 9. Suunnittele pottipiieillä oheinen ohjauslogiikka. ähdön Q halutaan olevan silloin ja vain silloin, kun mikoposessoin osoiteväylässä on heksadesimaaliluku 4. Älä käytä Kanaugh n kattaa. ohjauslogiikka Q A 5 A osoiteväylä A 5 ;A 4 ;:::A. Suunnittele sellainen logiikkapiii, joka asettaa lähdön Q ykköseksi, kun tulojännite U > 5:5 VtaiU < :5 V. Voit halutessasi pyöistää edellä mainitut jännitetasot, mutta se ei ole lainkaan välttämätöntä. Piiä kytkentäkaavio. U FS =8V, n =4. U A=D ogiikka Q 2

3 S55.3 SÄHKÖTKNIIKKA Kimmo Silvonen Tentti: tehtävät,3,5,8,. välikoe: tehtävät,2,3,4,5 2. välikoe: tehtävät 6,,8,9, Oletko muistanut täyttää palautekyselyn Teesenytja hauku samalla kokeet.. aske jännite U. =4Ω, 2 =2Ω, =2Ω, J =2A, =8V, 2 =4V. I 2 2 U ß J + I + U = () 2 + I + 2 I + (J + I )= (2) I = 2 + J = 8 = 8 (3) U = I =4V (4) 2. Sinimuotoinen jännitelähde e(t) = sin!t liitetään piiiin hetkellä t =. Kelan alkuvita on nolla, kuten kuvasta voi uumoilla. Vita tulee olemaan muotoa i(t) =Ae t=fi + B cos!t + C sin!t, jossa A, B, C ja fi ovat kaikki eaalilukuvakioita. atkaise näiden vakioiden lukuavot. Sen voin kyllä sanoa, että kaavakokoelman yitteistä ei tässä ole mitään hyötyä. =8Ω, =4 H,! =:5 s. e(t) AU t = i(t) i = Ae t=fi + B cos!t + C sin!t (5) di dt = A fi et=fi!b sin!t +!C cos!t (6) e + i + di =) () dt e + (Ae t=fi + B cos!t + C sin!t) ( A fi et=fi +!B sin!t!c cos!t) =» A A fi e t=fi +[B +!C]cos!t +[C!B]sin!t (8) = e = e t=fi + cos!t + sin!t (9) A fi et=fi + Ae t=fi =) fi + =) fi = =:5 s () (B +!C)cos!t =) B +!C =) B =!C (C!B) sin!t = sin!t ) C!B = (2) ) C = () 2 +(!) =:8 A ) B=! = :6 A (3) (!) alkuavo :i() = Ae =fi + B cos + C sin = A + B (4) i() = ) A = B =:6 A (5) i(t) =:6e 2t :6 cos!t +:8 sin!t =:6e 2t +: sin(!t 36:8 ffi )A 3

4 3. aske vita I 2. = 6 o V, =2Ω, 2 =4Ω, =5Ω,! =2 s, =H. I 3 2 I 2 + (I 3 + I 2 )+ I 3 =) I 3 = I 2 + = 2I 2 (6) I I 2 + j!i 2 =) ( 2I 2 )+ 2 I 2 + j!i 2 = () I 2 = I 2 = j! (8) j2 = j4 = j =:236 2:2 ffi A (9) 4. aske jännitelähteen vita I, kun kuomana on neljä laitetta kuvan mukaisesti. P = W, p cos ffi =( 5 ) 5 ind, Z 2 = (4 + j2) Ω, Q 3 =VA, P 4 =W, = V. I P cos ffi Z 2 Q 3 P 4 H HH ffi =+63:43 ffi (ind) & Q P = tan ffi (2) S = P + jq = I Λ ) I Λ = P + jp tan ffi ) I = P j tan ffi Λ I 2 = Z 2 = 2(2 + j) = j2 = 5(2 j) 5 S 34 = P 4 + jq 3 = I Λ 34 ) I 34 = P 4 jq 3 (2) = j2 (22) =2 j (23) Λ = j = j (24) I = I + I 2 + I 34 = j2 +2 j + j =4 j4 =5: ffi A (25) (Z = I & Z 3 = jj2 (jq 3 ) Λ & Z 4 = jj2 P 4 (26) (Z =(2+j4)jj(4 + j2)jj(j)jj() = 2:5( + j) Ω; I = Z ) (2) Taajuutta ei annettu, mutta se ei ole nolla, mikä voidaan päätellä annetuista tiedoista (ffi ;Z 2 ;Q 3 ). 5. Oheisessa muuntajassa muuntosuhde n = 24:96 sekä impedanssit Z k = ( + j) Ω ja Z = 624( + j) Ω, = 25 8 Ω. aske lähdejännite, kun kuoman jännite U 2 =2V. = 2 Zk Z + Z k Z U 2 n : Z ψ k ( + j) n 2 + =24: ( + j) + ( + j) 24: ! (28) = 55 + j5 = 55:2 6 :5 ffi V (29) 4

5 + 6. Diodin yhtälö voidaan esittää Tayloin sajana likimain muodossa i D = I S e T ß I S e T ( + ), jossa on diodin tasajännite ja siihen summautunut pieni signaali. aske ja, jos e A =5+: sin!t. =5mV, I S =68nA, = 3 Ω. e A id u e A + i D + u D = (3) e A + (I S e T ( + I S e T ( + I S e )) + ( + )= (3) )+ + =5+: sin!t (32) + UD =5 (33) I S e + =: sin!t (34) ) = e 2 ) ß :5 (35) : sin!t ) = I S e + =:99 sin!t mv (36). aske tansistoin emitteivita I. = V, U B = : V, fi =, = 2 = 6:6 kω, =5Ω, 4 =4Ω. I 6I B 4 ff I 2 2 (I I B ) I + =) I = + 2I B + 2 (3) I =(fi +)I B (38) 4 I U B + 2 (I I B )= (39) 4 (fi +)I B U B + 2 ( + 2I B + 2 I B )= (4) U B I B = 4 (fi +)+ 2 =85:5 μa (4) I =(fi +)I B =8:6 ma (42) 5

6 8. Opeaatiovahvistimen käyttöjännitteet ajoittavat potentiaalin V (maahan nähden) välille [3 :::+ 3] V. Millä tasajännitteen avoilla V saavuttaa ääiavonsa S = kω, = 5:6 kω, 2 =4:8 kω, =kω. S + " "" I V 2 I I S =) U + = (43) U = U + = ) I = (44) V = I + 2 I =( + 2 ) =(+ 2 ) (45) = 56 V = ± V (46) 4 Nomaali eiinvetoiva vahvistin. Opan suuen tuloimpedanssin takia jännitelähteen sisäinen vastus S ei pienennä jännitettä. Koska lähtöimpedanssi (takaisinkytkettynä) on hyvin matala, ei kuoma myöskään pienennä lähtöjännitettä. 9. Suunnittele pottipiieillä oheinen ohjauslogiikka. ähdön Q halutaan olevan silloin ja vain silloin, kun mikoposessoin osoiteväylässä on heksadesimaaliluku 4. Älä käytä Kanaugh n kattaa. Vt. laskuhajoitus: 4 6 = 2 ohjauslogiikka Q A 5 A osoiteväylä A 5 ;A 4 ;:::A 6

7 . Suunnittele sellainen logiikkapiii, joka asettaa lähdön Q ykköseksi, kun tulojännite U > 5:5 VtaiU < :5 V. Voit halutessasi pyöistää edellä mainitut jännitetasot, mutta se ei ole lainkaan välttämätöntä. Piiä kytkentäkaavio. U FS =8V, n =4. U A=D ogiikka Q U = U FS 2 n =:5 (4) Jos ensimmäinen poas on puolen U:n kohdalla, kuten pujuissa: U A B C D Q CD@ A B A B Q = A B + AB (48) & Q &