Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 21 oktober 2008 klockan 8:00 13:00

Transkript

1 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 klockan 8:00 :00 Tekniska Högskolan i Lund Institutionen för Elektrovetenskap Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 klockan 8:00 :00 Uppgifterna i tentamen ger totalt 60p. Uppgifterna är inte ordnade på något speciellt sätt. Några uppgifter är uppdelade i deluppgifter. Av totalt 60 möjliga poäng fordras minst 0 för godkänt. Tillåtna hjälpmedel: Formelsamling i kretsteknik. Observera! För att rättning av lösning skall komma i fråga fordras att den är läslig samt klart och tydligt uppställd. Glöm inte att skriva namn och personnummer på alla inlämnade blad. Lycka till!

2 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 klockan 8:00 :00

3 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 klockan 8:00 :00 Bestäm V a, V b och V c uttryckt i V o för följande kretsar: (0p) V o V a 5 5 V o V b V o V c Bilden visar en modell av två kaskadkopplade spänningsförstärkare o o i L v i A voc v v i A voc v L v ut a) Bestäm förstärkningen A v = v ut /v uttryckt i givna storheter. (5p) b) En linjär givare för mätning av temperatur ska kopplas in som insignal till förstärkaren ovan. Givaren har Theveninresistansen g och uppträder som en Theveningenerator. Härled ett uttryck för hur stort mätfel man får beroende på förstärkarens inresistans. (En diskussion som lösningsförslag kan delvis ersätta formeln.) (5p) Ställ upp två ekvationer på formen av bv = c ur vilka v och v kan lösas. (0p) V B V A I v I 4 v

4 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 klockan 8:00 :00 4 En spänningskälla med den komplexa spänningen V s visas i figuren. /jωc A V s jωl B a) a) V s är den komplexa representationen av v s (t) = V s cos(ωt). Bestäm den tidsberoende kortslutningsströmmen i scab (t) om AB kortsluts. (5p) b) Nätet i figur a) kopplas till nodparet AB i stället för kortslutningen. Bestäm och L så att maximal aktiv effekt utvecklas i. (5p) 5 Du har tillgång till en kondensator, C = 0nF, och en spole, L = mh, och motstånd med värdena Ω, 0Ω, 00Ω, 0 Ω, 0 4 Ω och 0 5 Ω. a) Konstruera ett lågpassfilter med brytvinkelfrekvensen ω b = 0 6 rad/s. (6p) b) Antag att du till ditt filter ansluter en signal som består av tre sinusformade signaler v in () t = V sin( ω t) V sin( ω t) V sin( ω t) där ω = 0 4 rad/s, ω = 0 6 rad/s och ω = 0 8 rad/s. Hur ser motsvarande utsignal ut efter ditt filter. OBS! du behöver endast ange utsignalen approximativt. Inga räkningar behövs för detta. Alla tre delspänningarna skall finnas med i svaret. (4p) 6 Nedan finns en koppling som är vanlig för att skydda ingången till en förstärkare eller tex ingångarna på integrerade kretsar. Dioderna D och D har V D = 0,6V i framriktningen (ledande) och kan då hantera den maximala strömmen i D = 00mA innan de förstörs. Förstärkarblocket i figuren har oändlig inresistans. 0V v x D D v in Förstärkare a) Vad är max och minvärdet på v in så länge dioderna är hela? (p) b) Bestäm så v x kan anta spänningen 00V utan att dioderna förstörs. (4p) c) Vilken backspänning måste dioderna kunna tåla i fall b)? (p) d) Vad blir effektutvecklingen i i fall b) (p) 4

5 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 SVA Tekniska Högskolan i Lund Institutionen för Elektrovetenskap Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 SVA Bestäm V a = V o /, V b = V o /7 och V c = 4V o / a) A v = L i A L o o voc i b) Felet består av den dämpning man får mellan givarens källresistans och förstärkarens inresistans. Idealt skulle ju all signal från givaren förstärkas, dvs v = v TH. v i = v TH TH felet: i v v TH = i 00% TH i ( v V A ) v v I = 0 v v v ( V A V B ) I = 0 V v A v = I V v A V B v = I

6 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 SVA 4 a) I scab j π V s jωcv s ωcv s e = = I jωc scab = ( ωc) e j atan( ωc) jωc j π ωcv s e atan( ωc ) I scab = i scab () t e I scab e jωt = ( ωc) i scab () t ωcv s ωt π = cos atan( ωc) ( ωc) b) I Då blir effektutvecklingen i : (k ersätter hela det konstanta uttrycket kring : dvs effektanpassning. V s = = jωc jωl jωcv s jω( )C ω L C P V I * II * I ωcv = = = = s ( ω( )C) ( ω L C) vilket är störst då ω ( L C) = 0 dvs L = ω C P = k ( ) vilket är störst då = 5 a) Cnät med = 00Ω eller Lnät med = kω. Figur krävs! b) Filtret släpper igenom ω oförändrad, ω dämpas med db och ω dämpas med 40dB. Fasvridningen för ω blir 0, för ω π/4 och för ω π/. Utsignalen kommer i stort att vara en summa av sin(ω t) och sin(ω t) med en mycket liten rest av sin(ω t). V v ut () t V sin( ω t) sin ω t π 4 V 00 ω t π = sin

7 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 SVA 6 a) 0,6V < v in < 0,6V b) c) D leder och D är backspänd med V D = 0,6V (v x = 00V) d) 00 0,6 = 00 ma P = I = 894 0, = 8,94W 00 0,6 = = 894 Ω 00mA

8 Tentamen i Elektronik, ESS00, del den oktober 008 SVA 4