Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 5 april 2013

Relevanta dokument
Tentamen i Elektronik för E (del 2), ESS010, 11 januari 2013

Tentamen Elektronik för F (ETE022)

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Tentamen ETE115 Ellära och elektronik för F och N,

Tentamen i Elektronik för F, 13 januari 2006

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen oktober 2006

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen april 2006

Tentamen i Elektronik för F, 2 juni 2005

Du behöver inte räkna ut några siffervärden, svara med storheter som V 0 etc.

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

ETE115 Ellära och elektronik, tentamen januari 2008

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 1 den 18 oktober, 2010, kl

Tentamen i Elektronik för E, ESS010, 12 april 2010

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 16 dec 2008 klockan 8:00 13:00.

nmosfet och analoga kretsar

1 Grundläggande Ellära

Sammanfattning av kursen ETIA01 Elektronik för D, Del 1 (föreläsning 1-10)

OP-förstärkare. Idealiska OP-förstärkare

Tentamen i Elektronik, ESS010, del1 4,5hp den 19 oktober 2007 klockan 8:00 13:00 För de som är inskrivna hösten 2007, E07

Signalbehandling, förstärkare och filter F9, MF1016

Tentamen i Elektronik för E, 8 januari 2010

1 Bestäm Théveninekvivalenten mellan anslutningarna a och b i nedanstående krets.

Bestäm uttrycken för följande spänningar/strömmar i kretsen, i termer av ( ) in a) Utspänningen vut b) Den totala strömmen i ( ) c) Strömmen () 2

Föreläsning 4/11. Lite om logiska operationer. Hambley avsnitt 12.7, 14.1 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar)

Tentamen i Elektronik fk 5hp

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

2. Strömförstärkare: Både insignal och utsignal är strömmar. Förstärkarens inresistans

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Föreläsning 3/12. Transienter. Hambley avsnitt

Tentamen i Elektronik grundkurs ETA007 för E

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

FÖRELÄSNING 3. Förstärkaren. Arbetspunkten. Olika lastresistanser. Småsignalsschemat. Föreläsning 3

Föreläsning 4, Ht 2. Aktiva filter 1. Hambley avsnitt 14.10, 4.1

Hambley avsnitt 12.7 (7.3 för den som vill läsa lite mer om grindar) sann 1 falsk 0

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Sammanfattning. ETIA01 Elektronik för D

5 OP-förstärkare och filter

Operationsförstärkare (OP-förstärkare) Kapitel , 8.5 (översiktligt), 15.5 (t.o.m. "The Schmitt Trigger )

Föreläsning 29/11. Transienter. Hambley avsnitt

Hambley: OBS! En del av materialet kommer att gås igenom på föreläsningen

4. Elektromagnetisk svängningskrets

Krets- och mätteknik, fk

Tentamen i Krets- och mätteknik, fk, ETEF15. Exempeltentamen

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Figur 1 Konstant ström genom givaren R t.

Laboration - Va xelstro mskretsar

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 3/6 2017

Andra ordningens kretsar

IF1330 Ellära KK1 LAB1 KK2 LAB2 KK4 LAB4. tentamen

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK MED SVAR

Spänningsfallet över ett motstånd med resistansen R är lika med R i(t)

Lösningar till övningsuppgifter i

Elektronik 2017 EITA35

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 6 mars 2006 SVAR

Extra kursmaterial om. Elektriska Kretsar. Lasse Alfredsson. Linköpings universitet November 2015

Tentamen i ETE115 Ellära och elektronik, 25/8 2015

Tentamen i Elektronik - ETIA01

Svar till Hambley edition 6

TENTAMEN Elektronik för elkraft

Introduktion till modifierad nodanalys

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

Övningsuppgifter i Elektronik

TSTE20 Elektronik 01/31/ :24. Nodanalys metod. Nodanalys, exempel. Dagens föreläsning. 0. Förenkla schemat 1. Eliminera ensamma spänningskällor

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (1:a omtentan), tisdag 17 juni 2014, kl 9:00-14:00

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Tentamen på elläradelen i kursen Elinstallation, begränsad behörighet ET

OP-förstärkaren, INV, ICKE INV Komparator och Schmitt-trigger

2. DC (direct current, likström): Kretsar med tidskonstanta spänningar och strömmar.

3.4 RLC kretsen Impedans, Z

TENTAMEN HF1006 och HF1008

isolerande skikt positiv laddning Q=CV negativ laddning -Q V V

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Förberedelseuppgifter... 2

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

MOSFET:ens in- och utimpedanser. Småsignalsmodeller. Spänning- och strömstyrning. Stora signaler. MOSFET:ens högfrekvensegenskaper

Lösningsförslag Inlämningsuppgift 3 Kapacitans, ström, resistans

Tentamen eem076 Elektriska Kretsar och Fält, D1

Du har följande material: 1 Kopplingsdäck 2 LM339 4 komparatorer i vardera kapsel. ( ELFA art.nr datablad finns )

TENTAMEN HF1006 och HF1008

Föreläsning 1 i Elektronik ESS010

MATEMATIK OCH MAT. STATISTIK 6H3000, 6L3000, 6H3011 TEN

Förstärkning Large Signal Voltage Gain A VOL här uttryckt som 8.0 V/μV. Lägg märke till att förstärkningen är beroende av belastningsresistans.

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Halvledare. Transistorer, Förstärkare

En ideal op-förstärkare har oändlig inimedans, noll utimpedans och oändlig förstärkning.

Vi börjar med en vanlig ledare av koppar.

IE1206 Inbyggd Elektronik

MÄTNING AV ELEKTRISKA STORHETER

IE1206 Inbyggd Elektronik

10. Kretsar med långsamt varierande ström

TENTAMENSUPPGIFTER I ELEKTROTEKNIK

FK Elektromagnetism, Fysikum, Stockholms universitet Tentamensskrivning (2:a omtentan), fredag 30 augusti 2013, kl 9:00-14:00

Tentamen ellära 92FY21 och 27

Elektronik 2017 EITA35

Komplettering: 9 poäng på tentamen ger rätt till komplettering (betyg Fx).

Elektronik 2015 ESS010

TSTE05 Elektronik & mätteknik Föreläsning 3 Likströmsteori: Problemlösning

TSKS06 Linjära system för kommunikation Kursdel Elektriska kretsar. Föreläsning 3

Transkript:

Tentamen i Elektronik för E (del ), ESS00, 5 april 03 Tillåtna hjälpmedel: Formelsamling i kretsteori. Spänningen mv och strömmen µa mäts upp på ingången till en linjär förstärkare. Tomgångsspänningen på utgången är då V. När en resistans R L = 00 Ω kopplas in på utgången blir utspänningen v ut = V. a) Bestäm förstärkarens inresistans, råförstärkning A och utresistans R ut. b) Antag förstärkaren ska förstärka en signal från en sensor med inre resistans 0 Ω till en aktor med ingångsresistans Ω. Hur skulle du klassificera in- respektive utsignal i detta fall, ström eller spänning? Vad är C som funktion av A och B i nedanstående krets? Svara med en sanningstabell. Signalerna Ā och B betecknar inversen av A respektive B (dvs om A = så är Ā = 0). Dessa signaler realiseras genom separata inverterare som inte ritats in här. V DD A Ā B B C A Ā B B

3 I kretsen nedan är V DD = 0 V och R = kω. Transistorn har tröskelspänning V t = V och karakteristik enligt diagrammet. Lysdioden kan modelleras som ideal med framspänning 3 V, dvs den spärrar då v < 3 V och v kan inte överstiga 3 V. Vi önskar driva lysdioden i arbetsläget (v, i) = (3 V, ma). a) Vilket arbetsläge (v DS, i D ) måste transistorn försättas i för att åstadkomma detta? b) Vilken spänning V 0 krävs? V 0 v i R V DD i D /ma 0 8 0 v GS = V v GS = 3 V v GS = V 0 3 5 v DS /V Beräkna v ut i nedanstående krets, där OP:n är ideal. R R 3 v v ut i R

5 För att bygga en deriverande förstärkare kan man göra återkopplingen via en induktans. Om denna har avsevärd resistans, svarar inte utsignalen precis mot tidsderivatan av insignalen. L R v in (t) v ut (t) a) Beräkna den tidsberoende utsignalen v ut (t), uttryckt i en godtycklig insignal v in (t). b) Beräkna v ut (t) i det specifika fallet { 0 t < 0 v in (t) = V 0 e t/t t > 0 Hjärtflimmer är ett livshotande tillstånd, som ofta kan hävas med en hjärtstartare (defibrillator). I denna laddas först en kondensator upp till en hög spänning, som sedan laddas ur genom människokroppen, som kan modelleras som en resistans. För att kontrollera urladdningsförloppet kopplas ofta en spole in, vars främsta inverkan är att förlänga strömpulsen som går genom hjärtat. I nedanstående krets är v C (t) = V 0 för t < 0, medan övriga komponenter är energitomma. Referensriktningarna för spänningarna har valts så de sammanfaller med strömriktningen för respektive komponent. Energin lagrad i en kapacitans med spänning v är w C = Cv, och energin lagrad i en induktans med ström i är w L = Li. v L t = 0 L v C C R v R i a) Vad är v C (0), v L (0), v R (0)? b) Hur mycket energi är lagrad i kapacitansen C respektive induktansen L vid t = 0? c) Härled en differentialekvation för i(t), samt begynnelsevärden i(0) och i (0). d) Hur mycket energi levereras till resistansen R under tiden 0 < t <? 3

Lösningar En linjär förstärkare kopplad till en sensor (v s, R s ) och en aktor R L kan modelleras enligt R s iin R ut v s v in Av in v L R L a) Då v in = mv och i in = µa är = v in /i in = kω. Med tomgångsspänning på V (R L = ) är A = v oc /v in = 000. Utspänningen sjunker till hälften då resistansen R L = 00 Ω kopplas in, vilket ger R ut = 00 Ω. b) Eftersom ingångsresistansen R s = 0 Ω bestäms ingångsspänningen främst av sensorns tomgångsspänning v s, dvs spänning är den primära insignalen. Utgångsresistansen i sin tur är R ut R L = Ω, vilket talar för att utgångsströmmen bestäms främst av förstärkarens kortslutningsström Av in /R ut, dvs ström är den primära utsignalen. Svar: a) = kω, A = 000, R ut = 00 Ω. b) Insignal är spänning och utsignal är ström. Det övre blocket leder då A och B är olika, medan det undre blocket leder då A och B är lika. Detta ger Detta är en XOR-grind. A B C 0 0 0 0 0 0 3 I arbetsläget (v, i) = (3 V, ma) är spänningen över dioden 3 V och spänningen över resistansen v R = Ri = V. Detta lämnar v DS = v DD v R v = 3 V. Arbetspunkten för transistorn är alltså (v DS, i D ) = (3 V, ma), som markerats i figuren nedan.

i D /ma 0 v GS = V 8 o v GS = 3 V v GS = V 0 0 3 5 v DS /V Slutligen är spänningen V 0 = v GS v = V. Beteckna potentialen vid OP:ns plus-ingång med v. KVL i denna nod ger v v R i v 0 = 0 v = v R i R = v R i R Tack vare den negativa återkopplingen har även OP:ns minusingång samma potential, vilken också ges av spänningsdelning av v ut över R 3 och R : R v = v ut v ut = R ( 3 R v R i = R ) 3 v R i R 3 R R R R R ( Svar: v ut = R ) 3 v R i R R 5 a) Med negativ återkoppling är potentialerna vid OP:ns ingångar lika, dvs noll. Detta ger att strömmen som går genom induktansen och resistansen i återkopplingsgrenen är i = v in /, vilket ger b) Med den specifika insignalen får vi v ut = 0 L di dt Ri = L dv in dt R v in v ut (t) = { 0 t < 0 V 0 ( L/T R ) e t/t t > 0 a) En kapacitans är spänningströg och en induktans är strömtrög, vilket innebär v C (0) = v C (0) = V 0, och i(0) = i(0) = 0. Detta medför v C (0) = V 0, v R (0) = Ri(0) = 0, och slutligen v L (0) = v C (0) v R (0) = V 0. b) w C = Cv C = CV 0, och w L = Li(0) = 0. 5

c) Kirchhoffs spänningslag ger v C (t)v L (t)v R (t) = 0 0 = dv C(t) dt Detta kan skrivas om som d i(t) dt R L di(t) dt dv L(t) dv R(t) dt dt LC i(t) = 0 = i(t) C i(t)ld R di(t) dt dt med begynnelsevärdena i(0) = 0, och i (0) = v L L(0) = V 0 L. d) Den energi som finns upplagrad i C och L vid t = 0 kommer förbrukas i R under intervallet 0 < t <, dvs CV 0.