Lars-Erik ederlöf Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ET 03 för D 000-03-3 Tentamen omfattar 40 poäng, poäng för varje uppgift. 0 poäng ger godkänd tentamen. Tillåtet hjälpmedel är räknedosa. Om beräkningar behövs för att få fram svaret skall de redovisas för att ge full poäng.. eräkna effekten som utvecklas i resistorn med resistansen 3,3 kohm. 5 V, kohm 3.3 kohm 4,7 kohm Strömmen genom kretsen blir Spänningen över resistorn 3,3 kohm Effekten i resistorn blir då 5 I,47 m 00 3300 4700 3300 U 5 V 4,85 V 00 3300 4700 P U I 4,85 0,0047 7,3 mw. Spänningen U mäts med en voltmeter som har inre resistansen 0 Mohm. Vilket är det största och det minsta värdet som voltmetern visar då man vrider på potentiometern? 3.3 Mohm V 4,7 Mohm U Minsta värdet är 0 V. Största värdet är 4,7 0 //0 0 3,0 0 V 3,3 0 (4,7 0 //0 0 ) 3,3 0 3,0 0 V 5,90 V 3. På en transformator står det att utspänningen är V då man tar ut 00 m. Mäter man upp tomgångsspänningen är den 5 V. Rita transformatons ekvivalenta spänningstvåpol med utsatta komponentvärden. te-0003.doc lec 0-05-3
Är tomgångsspänningen 5 V blir spänningstvåpolens spänningskälla 5 V. Är polspänningen V då man tar ut 00 m är spänningstvåpolens inre resistans: R i 5 Ω 5 Ω 0, 5 Ω 5 V 4. Från början är kondensatorn oladdad. Vid tiden t0 sluts brytaren. Skissera hur spänningarna över resistorn och över kondensatorn beror av tiden så noggrant som möjligt med de uppgifter som finns i figuren. 500 ohm 0 V Vid tiden t0 är spänningen över kondensatorn 0 V då är spänningen över resistorn 0 V eftersom spänningarna tillsammans alltid skall bli 0 V. Hu snabbt spänningarna förändras beror av kondensatorns kapacitans vilken ej finns angiven. U R U te-0003.doc lec0-05-3
5. Hur stor är utspänningen om inspänningen är 5,0 V med frekvensen 00 Hz? 00 ohm 0,5 H Uin µ F Uut Faskonstanten för U in sätts till 0. Spänningsdelning ger: U U ut ut U in jω U R jωl jω j 00 π 0 jωt jωt 5 e 5 e V j j 0, 0,0 0,44 e in jωt 5 e 00 (00 π ) 3 jω( R 0,5 0 jωt 5 e V j 0,44 e jωl ) jω 3 V V 0,5 e U in jωr ω L j( ωt 3 ) Utspänningen är 0,5 V. (tt utspänningen blir högre än inspänningen beror på att det är en resonanskrets). Vilket är det största värdet som resistorn kan ha om man skall kunna ta ut 40 m från stabilisatorn och det minst måste gå 5 m genom zenerdioden? Uin är 0 V och zenerspänningen är V. V R Iut Uin ZX85 Uut Största strömmen genom resistorn blir (405) m 45 m. Spänningen över resistorn är (0-) V 8 V Största resistansen blir då 8/45 kω 78 Ω te-0003.doc lec0-05-3 3
7. eräkna strömmarna genom resistorerna både då brytaren är öppen och när den är sluten. E V R kohm R b 0 kohm h FE 00 U F lysdiod V Rb Rc E Röd lysdiod 548 När brytaren är sluten får transistorn ingen basström och då blir strömmen genom R 0. Strömmen genom R b kan räknas fram med ohms lag I Rb Då brytaren är öppen blir strömmen genom R b : Den största ström som kan gå genom R : I, m 0000 0,7 I Rb,3 m 0000 0, 9,8 m 000 max Den ström som basströmmen vill driva fram genom transistorn är: I h FE I Rb 40 m Denna ström är större än I max vilket gör att I Rc är 9,8 m. 8. a) ngiv en utförlig benänming på denna transistor. b) eskriv hur transistorn fungerar, när den leder och när den inte leder. a) Det är en N-kanal MOS-transistor av självledande typ. b) Då spänningen är noll mellan gate och source leder transistorn. För att strypa transistorn måste U GS göras negativ. Då utarmas kanalen på negativa laddningar. te-0003.doc lec0-05-3 4
te-0003.doc lec0-05-3 5 9. a) Skriv det decimala talet i det något udda talsystemet med basen 3. b) Hur representeras det decimala talet - med 8 bitar i -komplementsform? a) Talsystemet har tre siffror ( 0,, ) Siffrornas vikter är 3 0, 3, och 3 osv, räknat från höger, dvs tio 0 tre b) tio 00000 två I ettkomplementform blir talet 000 Tvåkomplementet är då 00 0. Realisera den logiska funktionen f(,,) med ett så enkelt grindnät som möjligt. f 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 f ) ( ]) [ ] [ ( ) ( > _. De grundläggande grindarna NOT, OR och ND kan realiseras med enbart NND-grindar. Rita schema som visar hur detta går till. NOT-grinden kan göras på två sätt, rita båda. NOT: X X ND: X OR: X (Här utnyttjas De Morgans teorem)
. a) Rita ett Karnaughdiagram för funktionen f. b) Visa hur man kan använda Karnaughdiagrammet för att förenkla funktionen. f ( ) f ( ) 00 0 0 0 0 0 0 0 0 f De två översta ettorna ger De två högra ettorna ger Detta gör att 3. Figurerna visar hur man mäter upp data för den logiska kretsen 74H00 med oscilloskop. Oscilloskopet är inställt på 0,5 V/ruta i Y-led och 0, V/ruta i x-led. Origo ligger i nedre vänstra hörnet. a) ngiv för den uppmätta kretsen :V OH, V OL, V IHmin, V ILmax. b) eräkna störmarginalen för hög nivå. a) V OH 4,0 V V OL 0, V V IHmin,0 V V Ilmax 0,8 V b) M H V OH - V IHmin (4,0 -,0) V 3,0 V te-0003.doc lec0-05-3
4. Figuren visar en multiplexer. a) Vad betyder triangeln vid ben 5? b) Visa hur kretsens alla ben skall kopplas för att realisera funktionen f a) Triangeln betyder att utgången är en 3-state-utgång. ( Utgången har tillstånden 0, och högohmig.) b) Ingångarna, och ansluts till styringångarna, LS: ben, ben 0, ben 9 Enableingången är aktivt låg: ben 7 0 v funktionen ser man att utgången skall ha en etta när ingångarna har de binära talen 000, 00 och 0. ben 4, ben 3 0, ben 0, ben 0, ben 5, ben 4, ben 3 0, ben 0. ben 5 är utgång f. te-0003.doc lec0-05-3 7
5. Schemat visar en låskrets. a) Vad heter denna låskrets? b) Gör en funktionstabell för låskretsen där beteckningarna på ingångar och utgång framgår. a) Det är en D-latch. b) Den övre ingången är dataingången D. Den undre ingången är styringången. Utgången är Q. X betyder don t care, Q 0 betyder tidigare tillstånd D Q L X Q 0 H L L H H H. Rita logikschemat för en synkron 8-räknare bestående av JK-vippor och ND-grindar. J K J K J K te-0003.doc lec0-05-3 8
7. Schemat visar en sekvenskrets. Den övre vippan är vippa och den undre vippan är vippa. a) Är detta et Moore eller Mealynät? b) Teckna funktionerna för q, q och Ut. a) Detta är ett Moorenät. b) q q q q q x q q q x q ( q x) x Ut q q 8. Se uppgift 7. Vi tänker oss att vi startar i tillstånd q och q. a) ngiv q, q och Ut efter nästa clockpuls om X 0. b) ngiv q, q och Ut efter nästa clockpuls om X. a) q q ( q x) ( 0) q x 0 Ut q q 0 b) q q q x) ( ) q x Ut q q 0 0 ( 9. Rita principschema för adressering av ett minne med hjälp av adressavkodare. Minnet har en kvadratisk minnesmatris på 4 bitar. v schemat skall framgå vilken typ av krets som används för adressavkodning och hur många ingångar som behövs för adressavkodningen. 3 3-8-avkodare 4 5 3-8-avkodare 8 x 8 - matris te-0003.doc lec0-05-3 9
0. a) Vilken benämning har kopplingen. b) Hur stor är utspänningen med omkopplarna i det läge som schemat visar? R kohm. - V R a R R R b R R c Uut R a) Det är en D/-ombvandlare med R-R-stege. b) Oavsett hur brytarna står kommer högra anslutningen till resistorerna R att vara kopplade till jord. Spänningen mellan ingångarna på operationsförstärkaren är nämligen 0 V. Detta gör att om man analyserar kopplingen ser man att resistansen från punkten med - V till jord är R. Vidare ser man att strömmen grenar sig i två lika delar vid varje knutpunkt. Totala strömmen blir då -/000 - m. Strömmen genom högra resistorn R blir då (-/-/4) m -9 m Kirchhoffs spänningslag på operationsförstärkaren ger: 0 ( 9 0 U ut 9 V 3 000) U ut 0 te-0003.doc lec0-05-3 0