Lab 6 Klokkegenerator, tellerkretser og digital-analog omformer

Like dokumenter
Oppgave Nr.og navn LABORATORIEØVELSE NR 6 Revidert utgave desember 2014 T. Lindem, K. Ø. Spildrejorde, M. Elvegård

Lab 2 Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator

Lab 5 Enkle logiske kretser - DTL og 74LS00

Lab 7 Operasjonsforsterkere

«KLOKKEGENERATOR (OSCILLATOR) OG TELLERKRETSER»

Lab 1 Innføring i simuleringsprogrammet PSpice

VEILEDNING TIL LABORATORIEØVELSE NR 8

RAPPORT LAB 3 TERNING

Laboratorieoppgave 3: Motstandsnettverk og innføring i Oscilloskop

«OPERASJONSFORSTERKERE»

I oppgave 1 skal det prøves ut en binærteller i en integrert krets (IC). Telleren som skal brukes er SN74HC393N, hvor

Studere en Phase Locked Loop IC - LM565

«OPERASJONSFORSTERKERE»

LAB 7: Operasjonsforsterkere

Forslag B til løsning på eksamen FYS august 2004

UNIVERSITETET I OSLO.

FYS1210 Løsningsforslag. Eksamen V2015

Studere en Phase Locked Loop IC - NE565

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO

Lab 8 Resonanskretser, serie og parallell. Båndbredde (B W ) og Q-faktor.

I oppgave 2 og 3 brukes det R 2R nettverk i kretsene. Det anbefales å gjøre denne forberedelsen før gjennomføring av Lab 8.

UNIVERSITETET I OSLO

INF1411 Obligatorisk oppgave nr. 3

Studere en Phase Locked Loop IC - LM565

Monostabil multivibrator One shot genererer en enkelt puls med spesifisert varighet kretsen har en stabil tilstand

UNIVERSITETET I OSLO

Elektronikk og IT DIGITALTEKNIKK

RAPPORT. Elektrolaboratoriet. Oppgave nr.: 5. Tittel: Komparator Skrevet av: Espen Severinsen. Klasse: 14HBIELEB Øvrige deltakere: Vegard Bakken.

Monostabil multivibrator One shot genererer en enkelt puls med spesifisert varighet kretsen har en stabil tilstand

FYS1210 Løsningsforslag Eksamen V2015

UNIVERSITETET I OSLO

Datakonvertering. analog til digital og digital til analog

LABORATORIEOPPGAVE NR 6. Logiske kretser - DTL (Diode-Transistor Logic) Læringsmål: Oppbygning

FYS1210 Løsningsforslag Eksamen V2017

Analog til digital omforming

FYS1210 Løsningsforslag Eksamen V2018

Eivind, ED0 Ingeniørfaglig yrkesutøvelse og arbeidsmetoder Individuell fremføring

Fasit og sensorveiledning eksamen INF1411 våren Oppgave 1 Strøm, spenning, kapasitans og resistans (Vekt 20 %) A) B) Figur 1

UNIVERSITETET I OSLO

g m = I C / V T g m = 1,5 ma / 25 mv = 60 ms ( r π = β / g m = 2k5 )

Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator Vi ser på likerettere og frekvensfilter

Prøveeksamen 1. Elektronikk 8.feb Løsningsforslag

Løsningsforslag til eksamen FY108 høsten 2003

«OPERASJONSFORSTERKERE»

Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator

UNIVERSITETET I OSLO.

EKSAMEN Løsningsforslag Emne: Fysikk og datateknikk

01-Passivt Chebychevfilter (H00-4)

Analog til digital omformer

Figur 2 viser spektrumet til signalet fra oppgave 1 med 20% pulsbredde. Merk at mydaqs spektrumsanalysator 2

Transistorkretser Laboratorieeksperimenter realfagseminar Sjøkrigsskolen 15. November 2010

Enkle logiske kretser Vi ser på DTL (Diode Transistor Logikk) og 74LSxx (Low Power Schottky logikk)

Forslag til løsning på eksame n FY-IN 204 våren 2002

g m = I C / V T g m = 1,5 ma / 25 mv = 60 ms ( r π = β / g m = 3k3 )

Fasit og sensorveiledning eksamen INF1411 våren Oppgave 1 Strøm, spenning, kapasitans og resistans (Vekt 20 %) A) B) Figur 1

INF1411 Oblig nr. 4 Vår 2011

Figur 1 viser et nettverk med et batteri på 18 volt, 2 silisiumdioder og 4 motstander.

UNIVERSITETET I OSLO.

Oppgave 3 -Motstand, kondensator og spole

Den analoge verden blir digitalisert

Løsning eks Oppgave 1

Løsningsforslag Elektronikk 1 (LO342E) høst 2006 eksamen 1. desember, 3timer

303d Signalmodellering: Gated sinus a) Finn tidsfunksjonen y(t) b) Utfør en Laplace transformasjon og finn Y(s)

Ny/Utsatt eksamen i Elektronikk 2. August Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s og kap. 16, s.

UNIVERSITETET I OSLO.

Kondensator - Capacitor. Kondensator - en komponent som kan lagre elektrisk ladning. Symbol. Kapasitet, C = 1volt

Forelesning nr.11 INF 1411 Elektroniske systemer

UNIVERSITETET I OSLO.

Analog til digital omforming

1. del av Del - EKSAMEN

Elektrolaboratoriet RAPPORT. Oppgave nr. 1. Spenningsdeling og strømdeling. Skrevet av xxxxxxxx. Klasse: 09HBINEA. Faglærer: Tor Arne Folkestad

g m = I C / V T = 60 ms r π = β / g m = 3k3

Datakonvertering. analog til digital og digital til analog

IN1020. Sekvensiell Logikk

Forslag til løsning på eksamen i FYS1210 våren 2005 side 1. Fig.1 viser et nettverk med to 9 volt batterier og 4 motstander, - alle på 1kΩ.

Løsningsforslag til 1. del av Del - EKSAMEN

UKE 5. Kondensatorer, kap. 12, s RC kretser, kap. 13, s Frekvensfilter, kap. 15, s kap. 16, s

TRANSISTORER Transistor forsterker

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Innhold Oppgaver om AC analyse

Tidsbase og triggesystem. Figur 1 - Blokkskjema for oscilloskop

Forelesning nr.13 INF 1411 Elektroniske systemer

Forelesning nr.10 INF 1411 Elektroniske systemer

LABORATORIERAPPORT. Halvlederdioden AC-beregninger. Christian Egebakken

Eksamen i Elektronikk 24. Mai Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

Forslag til løsning på eksamen i FY Forslag til løsning på eksamen i F -IN 204 og FY108 våren 2003.

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 våren 2010

Laboratorieoppgave 8: Induksjon

LABORATORIERAPPORT. RL- og RC-kretser. Kristian Garberg Skjerve

Løsningsforslag eksamen inf 1410 våren 2009

Forelesning nr.5 INF 1410

Prøveeksamen 2. Elektronikk 24. mars Løsningsforslag

Av denne ligningen ser vi at det bare er spenning over spolen når strømmen i spolen endrer seg.

Lab 3: AC og filtere - Del 1

Treleder kopling - Tredleder kopling fordeler lednings resistansen i spenningsdeleren slik at de til en vis grad kanselerer hverandre.

Forslag til løsning på Eksamen FYS1210 våren 2008

Datakonvertering. analog til digital og digital til analog

Transkript:

Universitetet i Oslo FYS1210 Elektronikk med prosjektoppgave Lab 6 Klokkegenerator, tellerkretser og digital-analog omformer 4. april 2016 Labdag: Tirsdag Labgruppe: 3

Oppgave 1: Klokkegenerator En klokkegenerator er satt sammen av en oscillator og en inverterer (74LS14), den gir ut et periodisk signal som ofte brukes til å la en krets stabilisere seg i en periode før all operasjon låses i en periode. Dette gir et sikrere behandlingssystem og er nyttig i behandling av andre signaler. Kretsen i Figur 6 ble laget med C = 1µF og R = 1kΩ. Et oscilloskop ble koblet til og spenningen som gir skifte av tilstand ble målt. Senere ble C variert i et spekter fra 2.2nF til 2.02µF hvor tilhørende frekvens ble målt. Figur 2: Graf over klokkegeneratorens tilstand opp mot inngangsspenning. R Ut C Ut Figur 1: Illustrasjon av en klokkegenerator. Figur 3: Graf over frekvens gitt kapasitet. Fra Figur 2 kan man se at spenningen for tilstandsskiftene er V on = 440mV og V off = 560mV. Hysteresen blir da V hysterese = 1000mV. Resultatene fra målingene av frekvens opp mot kapasitet ble illustrert grafisk i Figur 3. Man kan se fra Figur 3 at log[f] er lineært proporsjonal med log[c]. 1

Oppgave 2: Dekadeteller 74LS90 En dekadeteller er en rekke latcher i et oppsett som teller til ti for a sa bli nullstilt. En dekadeteller 74LS90 ble koblet til en trykkknapp og et syvsegment-display og sørget for at den teller korrekt. Senere ble dekadetelleren koblet til klokkegeneratoren. To kondensatorer pa 1µF ble koblet slik at C = 2µF (Figur 1). Frekvensen for utgang QB og QD ble lest av i oscilloskop opp mot frekvensen pa signalet inn fra Figur 5: Signalet til QD (nedre) opp mot klokkepulsen (øvre). klokkegeneratoren (A). Frekvensene ble ma lt til f (A) = 333Hz og f (QB ) = 84.75Hz. QD ble ma lt til f (QD ) = f (QB ) na r den ble ma lt pa CH2 med klokkefrekvensen pa CH1 men f (QD ) = 33.33Hz na r den ble ma lt med QB pa CH1. At f (QD ) var lik f (QB ) virker veldig merkelig og resultatet forkastes. Dette kan komme av at QB og QD er koblet til en NAND port som skal nullstille signalet ved verdi lik 10102 (1010 ). Ved kontroll viser det seg at f (QC ) = 33.33Hz og derfor likt den andre ma lingen av f (QD ) dette indikerer at oscillatoren sliter med a finne frekvensen pa QD. Ved a se pa oppgførselen til QD ser man at den ikke følger den gitte tabellen for komponenten, det er derfor noe feil med dette signalet. Figur 4: Signalet til QB (nedre) opp mot klokkepulsen (øvre). 2

Oppgave 3: Digital-analog konverterer Om det kobles motstander på utgangene til en binær teller vil telleren styre den totale motstanden og dermed spenningsfallet til en utgang. Dette kalles en digital til analog konverterer og brukes gjerne for å styre analoge komponenter med digitale signaler. Det ble brukt et ferdig kretskort med en teller og en rekke motstander koblet som i Figur??. Kretsen ble satt til å oscillere og dermed regule- Figur 7: Spenningen ut fra konvertereren gjennom en syklus. Figur 6: Kretsen for en digital-analog konverterer re motstanden stegvis. Senere ble spenningen ut målt stegvis med multimeter og sammenliknet opp mot digitale verdier. Resultatet fra en runde for digital-analog konvertereren er vist i Figur 7. Spenningen ut for forskjellige digitale verdier ligger i Figur 8 der det også er gjort en lineær regresjon. Figur 8: Spenningen ut fra konvertereren opp mot digitale verdier. Man kan se fra en syklus for konvertereren at signalet ligger i diskrete verdier, i motsetning til rene analoge signaler som er kontinuerlige. Plottet av spenninger opp mot digitale verdier er viser at stigningen i spenning stemmer svært godt med stigning i digitale verdier. 3

Oppgave 4: Teori Ved å bruke en operasjonsforsterker vil man gi en forsterkning avhengig av forholdet mellom en motstand på feedback (R A ) og input (R i ). Forholdet mellom motstandene R i, i = 0, 1, 2 og R 2 R A R 1 V 1 R 0 + V ut Figur 9: Illustrasjon av en inverterende opamp, der forsterkningen kan styres digitalt. R A kan velges så det lett kan kontrolleres hvilke spenninger som kommer ved V ut. En god måte er å velge R i relativt til R A slik at hver kanal er representert ved binære tall. Et eksempel på et slikt valg er R A = 800Ω og R 0 = 4kΩ,R 1 = 2kΩ,R 3 = 1kΩ om spenningskilden er V 1 = 5V. På denne måten representerer kanal i en bit 2 i. Figur 9 har derfor 3 bit. Med disse tre bit ene kan man skrive 001 2 med portene, der 0 betyr åpen og 1 betyr lukket. Dette gir forsterkning R A R0 = 800Ω 4000Ω = 0.2, som videre gir en utspenning 0.2V 1 = 1V. Tilsvarende kan gjøres for 011 2 = 3 10 der det blir en paralellkobling mellom R 0 og R 1 der R 0 R 1 1333Ω og man får R en forsterkning på A R 0 R 1 V 1 = 3V. Antall bit kan utvides om det følger mønsteret med halvering av motstand for bit av høyere valør. 4