Lars-Erik Cederlöf Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ET 013 för D1 1999-04-28 Tentamen omfattar 40 poäng, 2 poäng för varje uppgift. 20 poäng ger godkänd tentamen. Tillåtet hjälpmedel är räknedosa. Om beräkningar behövs för att få fram svaret skall de redovisas för att ge full poäng. 1. eräkna spänningen över resistorn 5,6 kohm. 12 kohm 15 V 6,8 kohm 5,6 kohm Lösning uppgift 1: 6,8 5,6 De parallellkopplade resistorernas resistans: R P = kohm = 3,07 kohm 6,8 + 5,6 3,07 Spänningsdelning ger nu 5,6 = 15 V = 3,06 V 12 + 3,07 2. En spisplatta drar effekten 1200 W vid spänningen 230 V. a) eräkna strömmen genom spisplattan. b) eräkna resistansen hos spisplattan. c) Hur mycket kostar det att ha spisplattan på i 2 timmar om energipriset är 65 öre/kwh. Lösning uppgift 2: P 1200 a) P = I I = I = = 5,22 230 230 b) = R I R = R = Ω = 44,1Ω I 5,22 c) Kostnad = 0,65 1,2 2 kr = 1,56 kr te-9904.doc lec 99-08-18 1
3. Rita karaktäristiken för tvåpolen -. 10 ohm 5 20 ohm Lösning uppgift 3: Tomgångsspänningen Kortslningsströmmen Karaktäristiken: T IK = 5 20 V = 100 V = 5 I 5 100 V 4. Figuren visar oscilloskopbilden för en spänning. Inställningen på oscilloskopet är 2 V/ra i Y-led och 5 ms/ra i -led. ngiv spänningens momentanvärde om tiden t sätts till noll vid bildens vänstra kant. te-9904.doc lec99-08-18 2
Lösning uppgift 4: mplituden Periodtiden uˆ = 2 3 V = 6 V T = 10,7 5 ms = 53,5 ms Frekvensen f 1 =18,7 = T Hz Vinkelfrekvensen Momentanvärdet ω = 2 π f = 117,4 rad/s u( t) = 6sin117,4 t V 5. eräkna effektivvärde och faskonstant för spänningen vid frekvensen 1 khz. C = 12 nf C R = 10 kohm in = 10 mv ( faskonstant = 0 ) in R Lösning uppgift 5: Spänningsdelning med komplex metod ger: = in = 10 10 = 10 10 = 10 10 Effektivv. är R 1 R + jωc 3 3 3 2 e 2 e 2 e jωt jωt jωt 6,02 mv 10000 + 10000 1 10000 10000 j 13263 j 2π 1000 12 10 V 10000 V = 6,02 o j 53 16610 e o Faskonstanten är + 53 9 2 e V o j( ωt+ 53 ) 6. Figuren visar en likriktare med stabilisering. Inspänningen är en växelspänning med effektivvärdet 14 V. Zenerdioden har zenerspänningen 8 V. Hur stor är a) likspänningen över kondensatorn? b) likspänningen på gången? mv te-9904.doc lec99-08-18 3
100 ohm in 1000 µ F Lösning uppgift 6: a) Kondensatorn laddas till Inspänningens toppvärde minus spänningen över två dioder. kondensato rn = 14 2 2 0,7 V = 18,4 V b) tspänningen är spänningen över zenerdioden som är 8 V 7. E är 12 V. Strömmen genom lysdioden skall vara 10 m då den lyser. eräkna R b så att lysdioden får rätt ström om h FE är 200. Rb Rc E Röd lysdiod C548 Lösning uppgift 7: 3 10 10 asströmmen I = = 50µ 200 Kirchhoffs lag på baskretsen E I R = 0 Med esat = 0,7 V blir R =226 kohm Esat 8. a) nge de två viktigaste egenskaperna hos en ideal operationsförstärkare. b) En operationsförstärkare kan användas för att åstadkomma matematiska funktioner. Rita en koppling med operationsförstärkare som summerar två spänningar. Lösning uppgift 8: a) En operationsförstärkare har oändlig förstärkning och drar ingen ström på ingången. b) te-9904.doc lec99-08-18 4
in1 in2 9. a) Figuren visar en logisk grind. Vilken? b) Om man anser att transistorerna är ideala vad blir då V OL och V OH? 5 V in Lösning uppgift 9: a) Det är en NOT-grind. b) V OL = 0 V och V OH = 5 V 10. a) Rita sanningstabell för grindnätet. b) Vilken logisk grind representerar grindnätet? Lösning uppgift 10: a) 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 b) EOR 11. Förenkla den logiska funktionen så långt som möjligt. te-9904.doc lec99-08-18 5
a) = (( + )( + C)) b) = ( + C) + + C( + ) Lösning uppgift 11: a) = (( + )( + C)) = ( + C + + C ) = ( + C + C ) = = + C + C = + C = (1 + C) = b) = ( + C) + + C( + ) = + + C + + C + + = (1 + ) + + C + + C = + + C + + C = + + C + + C = (1 + + C) + + C = + + C = ( + C) 12. Visa hur man med enbart NND-grindar kan realisera de logiska funktionerna NOT, ND och OR. Lösning uppgift 12: NOT-grind ND-grind OR-grind 13. Namngiv denna kombinatoriska krets och förklara dess funktion. Data Y3 Y2 Y1 Y0 Lösning uppgift 13: Detta är en demultiplexer även kallad datafördelare. Med ingångarna och väljer man vilken av gångarna Y0 - Y3 som dataingången skall kopplas till. 14. Förklara vad denna koppling är till för och hur den fungerar. te-9904.doc lec99-08-18 6
+5 V +5 V Lösning uppgift 14: Kopplingen är till för att ta bort kontaktstudsar. När omkopplaren står i det övre läget får den övre NNDgrinden en nolla på ingången vilket innebär att gången har en etta. Eftersom det är två ettor in på den undre grinden har den en nolla på gången. Om nu omkopplar ställs i mittläget har fortfarande den övre grinden en nolla på ingången. Detta innebär att ettan på gången ligger kvar. På samma sätt kan man få en nolla på gången om omkopplaren sätts i det nedre läget. fördelen med denna koppling är att ången ligger fast trots att omkopplaren "studsar ". 15. Ett sekvensnät är uppbyggt med D-vippor som minneselement. Nätet har en insignal och en signal Y. För sekvensnätet finns följande logiska funktioner givna. Y = q q q + 1 + 2 = 2 = q 1 a) Är detta ett Moore eller Mealynät? b) Hur många tillstånd har nätet? Lösning uppgift 15: a) Eftersom gången direkt påverkas av ingången är detta ett Mealynät. b) Det finns tydligen två D-vippor i nätet vilket ger fyra tillstånd. 16. Rita kopplingsschema för sekvensnätet i föregående uppgift. te-9904.doc lec99-08-18 7
Lösning uppgift 16: D1 q1 Y 1C D1 1C q2 Clock 17. a) Namngiv kretsen. b) eskriv med ett exempel hur den används. PL betyder Parallell Load. Lösning uppgift 17: a) Skiftregister, parallell in serie b) Lägger man en nolla på PL kan man ladda in data på ingångarna som läggs i D-vippor. Med klockpulser på CP kan man mata dessa data på ången i serieform. 18. a)vad står förkortningen EPROM för. b)vilken egenskap skiljer ett Flash-EPROM från ett EPROM? Lösning uppgift 18: a) Erasable Programable Read Only Memory b) Man kan sudda hela minnet på en gång. 19. I mätsammanhang använder man ibland en "sample and hold-krets". Förklara vad en sådan krets gör och förklara kort principen för dess funktion. Lösning uppgift 19: En "sample and hold-krets" känner av en spänning vid ett visst ögonblick och håller kvar denna spänning te-9904.doc lec99-08-18 8
tills spänningen omvandlats till digital form. Kretsen fungerar på så sätt att en kondensator laddas upp och håller kvar spänningen. 20. Lysdioder i displayer driver man ofta med strömpulser istället för likström. ngiv två fördelar med detta. Lösning uppgift 20: Med strömpulser går det åt mindre ström an att ögat uppfattar det som blinkningar. Med strömpulser kan man även styra flera siffror an att behöva så många anslningar. Detta kallas multiplexing. te-9904.doc lec99-08-18 9