S SÄHKÖTEKNIIKKA

Transkriptio

1 S SÄHKÖTEKNIIKK. välikoe Kimmo Silvonen 1. Kva esittää yhdellä diodilla hätäratkaisna tehtyä kokoaaltotasasntaajaa. Sen toiminta ei tietenkään ole kovin ideaalista. Laske diodin ominaiskäyrän avlla srin kormajännitteen arvo ^ L. Mntajan toisiokäämit on tässä korvatt ideaalisilla jännitelähteillä, jotka ovat samanvaiheiset. e 1 (t) =e (t) =10sin!t V, L = 179 Ω, = 179 Ω, T =50mV, I S =8n. e e 1. Vahvistimen lähtöresistanssi voidaan laskea kytkemällä korman paikalle testilähde j =1 ja nollaamalla alkperäinen tlosinaali. Tällöin lähtöresistanssi on lkarvona yhtä sri kin virtalähteen jännite. Laske siis jännite. Mista, että piensinaalianalyysissä tasajännitelähteet ja isot kondensaattorit oikosljetaan. 1 = = 1, 1 = kω, = 99 kω, 3 = kω, r ß =kω, r 0 = 1, fi 0 =98. i r ß fi 0 i 0 1 L χfir L 3 1 j E 3. Esimerkiksi invertoivalla operaatiovahvistimella voidaan siirtää sinaalin vaihetta 180 o, kn taas interaattori tai derivaattori siirtävät vaihetta ±90 0 taajdesta riippmatta. Eräs opiskelija kysyi hiljattain, ovatko mt vakiovaihesiirrot mahdollisia Näytä siis meille, miten se tapaht! iittää, kn mitoitat vastkset 1 ja siten, että o = ^ sin(!t ffi) eli o = ^ (cos ffi sin!t sin ffi cos!t). ffi = 30 o, ^ = 1 V, = 10 kω,! 0 = 1 (et tarvitse tätä). ^ sin!t 0 ^ cos!t =r 1 o ohjas 4. Modosta porttipiireillä ohjas 7sementtinäytön (heksa) sementille, kn tlosinaali () on 4ittinen inäärikoodi. loita kirjoittamalla totstalkko. 5. Kvassa on aloritminen /mnnin (pipelinerakenne). eferenssijännite ref = 5:0 V todaan smmaimelle miinsmerkkisenä, jos toinen smmattava jännite on positiivinen. Jos taas toinen smmattavista on neatiivinen, smmataan ref positiivisena. Mitkä ovat lähtöjen i (i =1:::8) tilat, jos mnnin on 8ittinen ja in =V Operaatiovahvistimen näköinen laite on komparaattori, joka ttkii, onko jännite i (i = 1 :::8) positiivinen vai neatiivinen. Lohko z 1 tarkoittaa kellojakson mittaista viivettä (vrt. zmnnos); se voidaan korvata tehtävässä pelkällä johdolla, koska riittävä viive syntyy laskijan lontaisesta hitadesta. 1 8 in = ref ± ±

2 i i1 ± ref = i i 1. Palata palatelomake!

3 S SÄHKÖTEKNIIKK. välikoe Kimmo Silvonen 1. Kva esittää yhdellä diodilla hätäratkaisna tehtyä kokoaaltotasasntaajaa. Sen toiminta ei tietenkään ole kovin ideaalista. Laske diodin ominaiskäyrän avlla srin kormajännitteen arvo ^ L. Mntajan toisiokäämit on tässä korvatt ideaalisilla jännitelähteillä, jotka ovat samanvaiheiset. e 1 (t) =e (t) =10sin!t V, L = 179 Ω, = 179 Ω, T =50mV, I S =8n. e e 1 i ff 1. iodi päästösnnassa: e 1 = e =10V. i L i = i L i = e 1 e 1 (e ) L i = I S (e L L = = T 1) ß I S e 0 () = e 0 (3) 15 = e 0 (4) = e 0 ) =0:84 V (5) ^ L = e 1 =9:1 V (). iodi estosnnassa: e 1 = e = 10 V. (1) e i L L i L =0 (7) 10 i L = (8) L = L i L =5< 9:1 (9) Vastas on siis: ^ L = 9:1 V. Tloksena syntyy kokoaaltotasasnnatta siniä, jonka joka toinen hipp on n. 9.1 V ja joka toinen n. 5 V.. Vahvistimen lähtöresistanssi voidaan laskea kytkemällä korman paikalle testilähde j =1 ja nollaamalla alkperäinen tlosinaali. Tällöin lähtöresistanssi on lkarvona yhtä sri kin virtalähteen jännite. Laske siis jännite. Mista, että piensinaalianalyysissä tasajännitelähteet ja isot kondensaattorit oikosljetaan. 1 = = 1, 1 = kω, = 99 kω, 3 = kω, r ß =kω, r 0 = 1, fi 0 =98. 1 i 1 = i ff i r ß r r ß i i =0) i = j =i fi 0 i 3 =(fi 0 ) fi 0 i 3 j r ß (10) r ß 3 (11) 1 = ( 98) k 198k 100 = ( k 00k 1 k ) (1) = 00k = 1000 V (13)

4 Lähtöresistanssi on siis 1000 Ω. 3. Esimerkiksi invertoivalla operaatiovahvistimella voidaan siirtää sinaalin vaihetta 180 o, kn taas interaattori tai derivaattori siirtävät vaihetta ±90 0 taajdesta riippmatta. Eräs opiskelija kysyi hiljattain, ovatko mt vakiovaihesiirrot mahdollisia Näytä siis meille, miten se tapaht! iittää, kn mitoitat vastkset 1 ja siten, että o = ^ sin(!t ffi) eli o = ^ (cos ffi sin!t sin ffi cos!t). ffi = 30 o, ^ = 1 V, = 10 kω,! 0 = 1 (et tarvitse tätä). e = ^ sin!t 0 ^ cos!t =r 1 o = =0 (14) e 1 i 1 =0) i 1 = ^ sin!t 1 (15) ^ cos!t i =0) i = (1) (i 1 i ) o =0 (17) ^ sin!t ^ cos!t o = ( )= ^ sin!t ^ cos!t 1 1 (18) =cos30 o ) 1 =11:547 kω 1 (19) = sin 30 o ) =0kΩ (0) Käytännössä derivaattorin lähtöjännite on taajden fnktio. Kvan laite toimii siis vain kapealla taajsaleella, jolla! 0 ß 1. Yleisemmin: =! 0 ^ cos!t. Lisäkehittelyä tarvitaan siis vielä. 4. Modosta porttipiireillä ohjas 7sementtinäytön (heksa) sementille, kn tlosinaali () on 4ittinen inäärikoodi. loita kirjoittamalla totstalkko. ohjas heksa d E F Q Q = (1)

5 5. Kvassa on aloritminen /mnnin (pipelinerakenne). eferenssijännite ref = 5:0 V todaan smmaimelle miinsmerkkisenä, jos toinen smmattava jännite on positiivinen. Jos taas toinen smmattavista on neatiivinen, smmataan ref positiivisena. Mitkä ovat lähtöjen i (i =1:::8) tilat, jos mnnin on 8ittinen ja in =V Operaatiovahvistimen näköinen laite on komparaattori, joka ttkii, onko jännite i (i = 1 :::8) positiivinen vai neatiivinen. Lohko z 1 tarkoittaa kellojakson mittaista viivettä (vrt. zmnnos); se voidaan korvata tehtävässä pelkällä johdolla, koska riittävä viive syntyy laskijan lontaisesta hitadesta. 1 8 in = ref ± ± i i1 ± ref = i i Tarkists: 5 (5) = 8 () = (3) 179 =:99 (4) 5 :99 ß (5)