A. SMD-kytkennän kokoaminen ja mittaaminen Avaa tarvikepussi ja tarkista komponenttien lukumäärä sekä nimellisarvot pakkauksessa olevan osaluettelon avulla. Ilmoita mahdollisista puutteista tai virheistä välittömästi (5 min). Piirtäminen, 5 p (/40) A1. Piirrä esillä olevien tietojen perusteella paperille tehtäväkytkennän piirikaavio. Esitä piirros tuomarille ennen kuin jatkat. A2. Luvan saatuasi piirrä vastaava kuva simulaatio-ohjelman piirikaavioeditorin avulla. (Transistoriksi hyväksytään myös mikä tahansa NPN-kytkintransistori, esim. 2N2222). Varusta piirros tarpeellisin merkinnöin, tallenna ja tulosta. Kokoonpano, 8 p A3. Kokoa piirroksen mukainen kytkentä piirilevylle, lisää siihen johtimet jännitesyöttöä varten ja noin 20 mm:n kytkentälangat (tehdään annetuista vastuksista) mittajohdinten liittämistä varten.
Mittaaminen, 12 p A4. Mittaa kaikkien kytkentäpisteiden jännitteet maatasoon nähden (kun vahvistimella ei ole ohjaussignaalia) ja merkitse tulokset piirikaavioon sekä laadi erillinen mittauspöytäkirja johon merkitään kaikki mittaustulokset ja laskelmat (Word-dokumentti tms). Esitä piirikaavioon merkityt mittaustulokset tuomarille ennen kuin jatkat. A5. Mittaa vahvistimen vahvistus A U @ 1 khz. Esitä piirikaavioon merkitty tulos tuomarille ennen kuin jatkat. A6. Laske edellisen perusteella vahvistimen vahvistus desibeleinä (db). A U U = 20 lg U OUT IN (db) A7. Suorita sarja vahvistuksen, A U (db) = f(f), mittauksia taajuusvasteen piirtämistä varten taajuuden f arvoilla: 10 Hz, 30 Hz, 100 Hz, 300 Hz, 1 khz, 3 khz, 10 khz, 30 khz, 100 khz, 300 khz, 1 MHz ja 3 MHz. Taulukoi mittaus- ja laskutulokset mittauspöytäkirjaan. A8. Laadi piirtämällä taajuusvasteen kuvaaja puolilogaritmipaperille. Siirrä mittauspöytäkirjan tiedot paperille siten, että niistä muodostuu mittaamasi vahvistimen taajuusvasteen kuvaaja. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin. A9. Määritä taajuusvasteen kuvaajan avulla ala- ja ylärajataajuudet (f A, f Y ) ja merkitse niiden arvot ja sijainnit taajuusvastekuvaajalle.
Simulointi, 8 p A10. Laadi simuloimalla taajuusvasteen kuvaaja käyttämällä kohdassa 3 taltioitua tiedostoa. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin ja tulosta se. A11. Muokkaa simulaatiokytkentää siten, että vahvistimen vahvistuksen säilyessä muuttumattomana sen alarajataajuus f A on 100 Hz @ -3 db. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin ja tulosta se. A12. Muokkaa simulaatiokytkentää siten, että vahvistimen vahvistuksen säilyessä muuttumattomana sen ylärajataajuus f Y on 20 khz @ -3 db. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin ja tulosta se. A13. Vertaa lyhyesti käytännön mittausten ja simulaation tuloksia. Mittauspöytäkirja, 7 p A14. Mittauspöytäkirja on dokumentti johon mittaustulokset, mittauskytkennät sekä -olosuhteet ja käytetyt mittalaitteet on merkitty tarkasti ja selkeästi muistiin. Mittauspöytäkirjan avulla aikaisemmin tehdyt mittaukset voidaan tarvittaessa uusia tai niitä voidaan jatkaa. Tarkista ja tulosta mittauspöytäkirja.
Perehdyttäminen (luetaan kilpailijoille) Arviointiohje Timo Haiko 1. Kilpailija voi kilpailun aikana kysyä neuvoa. Tuomari ilmoittaa neuvon hinnan (mahdollisen pistemenetyksen) ennen vastaustaan. 2. Komponenttipussin sisällön tarkistusaikaa on 5 minuuttia, minkä jälkeen tehdyt muistutukset maksavat -1 p. 3. Lattialle pudonnutta komponenttia ei saa nostaa pöydälle vaan uuden (uusia) saa pyytämällä hintaan -1 p. 4. Tehtäväosiosta ei voi saada miinuspisteitä. 5. Laadi tietokoneella mittauspöytäkirja ja merkitse siihen kaikki mittaustulokset ja laskelmat. 6. @-merkki on prepositio -lla, -llä A. SMD-kytkennän kokoaminen ja mittaaminen Avaa tarvikepussi ja tarkista komponenttien lukumäärä sekä nimellisarvot pakkauksessa olevan osaluettelon avulla. Ilmoita mahdollisista puutteista tai virheistä välittömästi (5 min). 7. Matkapuhelinta ei saa käyttää kilpailun aikana, ei edes laskimena. 8. Tietokoneessa ei saa olla nettiyhteytä tms. käytössä kilpailun aikana. Piirtäminen, 5 p (/40), 10 min 20 min A1. Piirrä esillä olevien tietojen perusteella paperille tehtäväkytkennän piirikaavio. Esitä piirros tuomarille ennen kuin jatkat. (2 p) A2. Luvan saatuasi piirrä vastaava kuva simulaatioohjelman piirikaavioeditorin avulla. (Transistoriksi hyväksytään myös mikä tahansa NPN-kytkintransistori, esim. 2N2222). Varusta piirros tarpeellisin merkinnöin, tallenna ja tulosta. (3 p) Tuomari tarkistaa piirroksen, tekee tarkastusmerkinnän [x] ja antaa luvan jatkaa. Oikea vastaus = 2 p Väärä vastaus = 0 p, annetaan oikea piirikaavio. Oikea vastaus = 3 p Neuvo maksaa -1 p Piirikaaviotiedosto maksaa -2 p Kokoonpano, 8 p, 20 min 60 min A3. Kokoa piirroksen mukainen kytkentä piirilevylle, lisää siihen johtimet jännitesyöttöä varten ja noin 20 mm:n kytkentälangat (tehdään annetuista vastuksista) mittajohdinten liittämistä varten. (8 p) Moitteeton kytkentä = 8 p Huono juotos = -1 p / kpl Kytkentälangoissa vähän tinaa -1 p Kytkentä on epäsiisti = -1 p Kytkentä ei toimi = -2 p, annetaan toimiva kytkentä
Mittaaminen, 12 p, 35 min 120 min A4. Mittaa kaikkien kytkentäpisteiden jännitteet maatasoon nähden (kun vahvistimella ei ole ohjaussignaalia) ja merkitse tulokset piirikaavioon sekä laadi erillinen mittauspöytäkirja johon merkitään kaikki mittaustulokset ja laskelmat (Word-dokumentti tms). Esitä piirikaavioon merkityt mittaustulokset tuomarille ennen kuin jatkat. (2,5 p) A5. Mittaa vahvistimen vahvistus A U @ 1 khz. Esitä piirikaavioon merkitty tulos tuomarille ennen kuin jatkat. (0,5 p) Tuomari tarkistaa mittaustulokset (suuruusluokka), tekee tarkastusmerkinnän [x] ja antaa luvan jatkaa. U 12,0 V U B 3,6 V U C 6,7 V U E 2,9 V U RL 0 V Tuomari tarkistaa mittaus/laskutuloksen (suuruusluokka), tekee tarkastusmerkinnän [x] ja antaa luvan jatkaa. A U @ 1 khz 100 150 A6. Laske edellisen perusteella vahvistimen vahvistus desibeleinä (db). (0,5 p) UOUT U 20 lg A = (db) U IN A U @ 1 khz 40 db 44 db A7. Suorita sarja vahvistuksen, A U (db) = f(f), mittauksia taajuusvasteen piirtämistä varten taajuuden f arvoilla: 10 Hz, 30 Hz, 100 Hz, 300 Hz, 1 khz, 3 khz, 10 khz, 30 khz, 100 khz, 300 khz, 1 MHz ja 3 MHz. Taulukoi mittaus- ja laskutulokset mittauspöytäkirjaan. (6 p) A U @ 10 Hz 14 db A U @ 30 Hz 28 db A U @ 100 Hz 36 db A U @ 300 Hz 41 db A U @ 1 khz 42 db A U @ 3 khz 43 db A U @ 10 khz 43 db A U @ 30 khz 43 db A U @ 100 khz 43 db A U @ 300 khz 42 db A U @ 1 MHz 36 db A U @ 3 MHz 24 db A8. Laadi piirtämällä taajuusvasteen kuvaaja puolilogaritmipaperille. Siirrä mittauspöytäkirjan tiedot paperille siten, että niistä muodostuu mittaamasi vahvistimen taajuusvasteen kuvaaja. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin. (1,5 p) Moitteeton taajuusvasteen kuva = 1,5 p Akseleita ei ole nimetty oikein = -0,5 p (f/hz ja A U /db) Työn nimi (otsikko) tai tekijä puuttuu = -0,5 p A9. Määritä taajuusvasteen kuvaajan avulla ala- ja ylärajataajuudet (f A, f Y ) ja merkitse niiden arvot ja sijainnit taajuusvastekuvaajalle. (1 p) f A 200 Hz @ -3 db f Y 400 khz @ -3 db
Simulointi, 8 p, 30 min 90 min A10. Laadi simuloimalla taajuusvasteen kuvaaja käyttämällä kohdassa 3 taltioitua tiedostoa. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin ja tulosta se. (3 p) A11. Muokkaa simulaatiokytkentää siten, että vahvistimen vahvistuksen säilyessä muuttumattomana sen alarajataajuus f A on 100 Hz @ -3 db. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin ja tulosta se. (2 p) A12. Muokkaa simulaatiokytkentää siten, että vahvistimen vahvistuksen säilyessä muuttumattomana sen ylärajataajuus f Y on 20 khz @ -3 db. Varusta piirros tarpeellisin tiedoin ja tulosta se. (2 p) A13. Vertaa lyhyesti käytännön mittausten ja simulaation tuloksia. (1 p) Mittauspöytäkirja, 7 p, 20 min 60 min A14. Mittauspöytäkirja on dokumentti johon mittaustulokset, mittauskytkennät sekä -olosuhteet ja käytetyt mittalaitteet on merkitty tarkasti ja selkeästi muistiin. Mittauspöytäkirjan avulla aikaisemmin tehdyt mittaukset voidaan tarvittaessa uusia tai niitä voidaan jatkaa. Tarkista ja tulosta mittauspöytäkirja. (7 p) Oikea vastaus = 3 p Dokumentointi puutteellinen = - 1 p (tekijän nimi, päivämäärä, työn nimi) Oikea vastaus = 2 p Dokumentointi puutteellinen = - 1 p (tekijän nimi, päivämäärä, työn nimi) Oikea vastaus = 2 p Dokumentointi puutteellinen = - 1 p (tekijän nimi, päivämäärä, työn nimi) Tulokset ovat yhteneviä. 1 p Arvioidaan vain rakenne ja sisältö. Mittaustulokset on arvioitu jo kohdissa 5 10. Otsikko, tekijän nimi, päivämäärä ja paikka Omat huomiot ja havainnot Alaotsikko: (5) Kytkentäpisteiden jännitteet -asialliset merkinnät Alaotsikko: (6) Vahvistus -kaava -mittauskytkentä -asialliset merkinnät Alaotsikko: (7) Vahvistus db -kaava -asialliset merkinnät Alaotsikko: (8) Taajuusvaste -taulukko -asialliset merkinnät