Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Like dokumenter
Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Ny og utsatt eksamen i Elektronikk 28. Juli Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

Eksamen i Elektronikk 24. Mai Løsningsforslag Knut Harald Nygaard

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

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag. Eksamen i: Fysikk for tretermin (FO911A)

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Prøveeksamen 1. Elektronikk 8.feb Løsningsforslag

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

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Forslag B til løsning på eksamen FYS august 2004

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

UNIVERSITETET I OSLO.

EKSAMEN Løsningsforslag Emne: Fysikk og datateknikk

UNIVERSITETET I OSLO

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 våren Oppgave 1

UNIVERSITETET I OSLO.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

LØSNINGSFORSLAG i stikkordsform Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

UNIVERSITETET I OSLO.

LØSNINGSFORSLAG i stikkordsform Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag

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.

Prøveeksamen 2. Elektronikk 24. mars Løsningsforslag

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

Løsningsforslag til eksamen FY108 høsten 2003

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO.

Forslag til løsning på Eksamen FYS1210 våren 2008

Figur 1. 1e) Uten tilkopling på inngangene A og B - Hva er spenningen på katoden til dioden D1? 1,4 volt

Emnenavn: Fysikk og kjemi. Eksamenstid: 9:00 til 13:00. Faglærer: Erling P. Strand

UNIVERSITETET I OSLO.

Avdeling for ingeniørutdanning. Eksamen i materialteknologi og tilvirkning

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO.

UNIVERSITETET I OSLO.

01-Passivt Chebychevfilter (H00-4)

FYS1210 Løsningsforslag Eksamen V2018

Oppsummering. BJT - forsterkere og operasjonsforsterkere

UNIVERSITETET I OSLO

LØSNINGSFORSLAG TIL EKSAMEN FY1013 ELEKTRISITET OG MAGNETISME II Fredag 9. desember 2005 kl

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

EKSAMEN. Emne: Fysikk og datateknikk

UNIVERSITETET I OSLO

Forelesning nr.11 INF 1411 Elektroniske systemer

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 høsten 2005

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

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

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

Løsningsforslag til EKSAMEN

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

Eksamensoppgave i TFE4110 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK

Løsningsforslag til EKSAMEN

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

UNIVERSITETET I OSLO

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

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

Forslag til løsning på Eksamen FYS1210 våren 2004

AVDELING FOR INGENIØRUTDANNING EKSAMENSOPPGAVE

UNIVERSITETET I OSLO

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

«OPERASJONSFORSTERKERE»

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 våren 2010

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

UNIVERSITETET I OSLO

LAB 7: Operasjonsforsterkere

UNIVERSITETET I OSLO

UNIVERSITETET I OSLO

Fasit til Eksamen FY-IN 204 våren (avholdt høsten) 1998.

FYS Forslag til løsning på eksamen våren 2014

FYS1210 Løsningsforslag Eksamen V2017

EKSAMEN. Oppgavesettet består av 3 oppgaver. Alle spørsmål på oppgavene skal besvares, og alle spørsmål teller likt til eksamen.

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Forelesning nr.12 INF 1411 Elektroniske systemer. Opamp-kretser Oscillatorer og aktive filtre

E K S A M E N S O P P G A V E

Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

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

Eksamensoppgaver i Elektronikk 1 - LO350E.

UNIVERSITETET I OSLO.

Løsning eks Oppgave 1

Løsningsforslag eksamen inf 1410 våren 2009

UNIVERSITETET I OSLO

Elektrisitetslære TELE1002-A 13H HiST-AFT-EDT

Kraftelektronikk (Elkraft 2 høst), øvingssett 1, høst 2005

Universitetet i Agder. Fakultet for teknologi og realfag E K S A M E N. Elektriske kretser og PLS-programmering

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

UNIVERSITETET I OSLO

Transkript:

Fakultet for teknologi, kunst og design Teknologiske fag Ny/utsatt eksamen i: Elektronikk Målform: Bokmål Dato: 8. juli 015 Tid: 0900-100 Antall sider (inkl. forside og 1 side Vedlegg): 5 Antall oppgaver: 4 Tillatte hjelpemidler: Håndholdt kalkulator som ikke kommuniserer trådløst. Forhåndsgodkjent ordbok. Merknad: Kandidaten må selv kontrollere at oppgavesettet er fullstendig. Ved eventuelle uklarheter i oppgaveteksten skal du redegjøre for de forutsetninger du legger til grunn for løsningen. Oppgavene teller ulikt, angitt ved %. Besvarelsen skal merkes med kandidatnummer, ikke navn. Bruk blå eller sort kulepenn på innføringsarket. Faglig veileder: Knut Harald Nygaard Utarbeidet av (faglærer): Knut Harald Nygaard Kontrollert av (en av disse): Annen lærer Sensor Instituttleder/ Programkoordinator Instituttleders/ Programkoordinators underskrift: Emnekode: ELTS100

Oppgave 1 (30 %) En operasjonsforsterker, som antas ideell, er benyttet i figuren nedenfor. a) Vis at transferfunksjonen er gitt som: H 1 (s)= V ut 1 (s)= V inn ( 1+s) b) La T = = 1 ms og skissér asymptotisk forløp for H 1 (jω) (db). Husk skalering av aksene. Hva er H 1 (jω) (db) for ω = 1 krad/s og 10 krad/s? En operasjonsforsterker, som antas ideell, er benyttet i figuren nedenfor. 1 1 Transferfunksjonen er gitt som: H (s) = V ut = V inn 1 1 s +[( 1 + ) 1 1 ]s+1 c) Velg 1 og lik 10 kω og finn den størrelsen til 1 og som gir et Butterworth-filter med en grensefrekvens lik 1 krad/s. d) Skissér asymptotisk forløp for H (jω) (db). Hva er H (jω) for ω = 1 krad/s og 10 krad/s? Hva er forskjellen mellom H 1 (jω) og H (jω)?

Oppgave (30 %) D I L V L En brulikeretter D får sin spenning fra en nett-transformator som leverer 15 V (effektivverdi), se figuren til venstre. Brulikeretteren mater en kondensator. Anta et konstant spenningsfall på 1 V over hver likeretterdiode i lederetning. Vi antar at lasten drar en konstant strøm på I L = 1 A. a) Hvor stor må kondensatoren være for at rippelspenningen (spiss-spiss) skal være maksimalt 1,5 V? b) Hva er (tilnærmet) midlere spenning over kondensatoren? V inn V G V ref I ut 1 V ut En regulator med en MOSFET og en operasjonsforsterker (som regnes som ideell) kan realiseres som vist i figuren til venstre. Vi antar at transistoren har en konstant gatesource-spenning på 4 V når regulatorens last er en konstant strøm på I ut = 1 A. eferansespenningen V ref = 6,8 V. Spenningen inn på regulatoren er V inn = 18 V, og vi ønsker en utgangsspenning V ut = 10 V når laststrømmen er konstant lik I ut = 1 A. c) Velg lik 10 kω og finn den størrelsen på 1 som gir den ønskede utgangsspenningen V ut. Hva er da operasjonsforsterkerens utgangsspenning V G? Transistoren er festet på en kjølefinne via en isolerende skive med en termisk motstand på 0,4 K/W. Transistoren har en sjikt-kapsel termisk motstand på 1,0 K/W. Maksimal sjikt-temperatur skal ikke overstige 150 ved maksimal omgivelsestemperatur lik 50. d) Beregn transistorens effektforbruk. Hvilken minimum termisk motstand må kjølefinnen ha? Oppgave 3 (0%) F I 0 0 Figuren til venstre viser ekvivalentskjema for en D/Aomformer med strømutgang, bestående av en strømgenerator I 0 med indre motstand 0, sammen med en strømspenningsomformer bestående av en operasjonsforsterker, motstand F og kondensator. Operasjonsforsterkeren kan regnes som ideell i det følgende. D/A-omformeren leverer strømmen 1 ma I 0 +1 ma. Amplituden til operasjonsforsterkerens utgangsspenning ønskes lik 1 V ved maksimal strøm fra D/A-omformeren. a) Se bort fra kondensatoren og beregn den størrelsen på F som gir den ønskede utgangsspenningen. Hvorfor har ikke størrelsen på 0 noen betydning for størrelsen på denne utgangsspenningen?

b) Finn den størrelsen på som gir en grensefrekvens på 0 khz. Hvor stor er dempningen ved 50 khz? Det ønskes et såkalt anti-imaging Butterworth lavpassfilter med grensefrekvens 0 khz tilkoplet utgangen av operasjonsforsterkeren. Det er et krav at den totale demningen av frekvenser over 50 khz skal være større enn 0 db. c) Vis at et filter av andre grad er tilstrekkelig for å oppfylle dempningskravet. Oppgave 4 (0 %) 1 3 4 v I figuren til venstre er vist en krets med blant annet en operasjonsforsterker som kan regnes som ideell. a) Vis at utgangsspenningen kan skrives som: = 4 3 + 4( 1+ 1) v 1 (Tips: Bruk superposisjon) b) Anta 1 og 3 lik 10 kω og finn de andre motstandsverdiene når vi ønsker å realisere funksjonen: =v En operasjonsforsterker, som kan regnes som ideell, er koplet som vist i figuren til venstre. 1 5 c) La motstandene 1, 3, 4 og 5 alle være lik 10 kω og finn den størrelsen på som realiserer funksjonen: = +v v 3 4

Filtre : H LP ( s)= ω 0 H s+ ω LP ( s)= ω 0 0 s + ζω 0 s+ ω 0 H HP ( s)= s s+ ω 0 H BP ( s)= ζω 0 s s + ζω 0 s+ ω 0 Butterworth: N =1: s n + 1 N =: s n + s n + 1 N =3:(s n + s n + 1)(s n + 1) H HP ( s)= s s + ζω 0 s+ ω 0 ζ= 1 Q H ( jω) db = 10lg [1+(ω/ω 0 ) N ] Normalisering : s n = s Ω 0 n = 0 L n = L Ω 0 0 n = 0 Ω 0 VEDLEGG Likeretting : V eff = V spiss V midl = V spiss π V rippel = I last t 1 (Spiss-spiss-verdi ) Diode/halvleder : I D =I S e BJT : I = I S e V BE n V T V D n V T r D = n V T I D V T = kt e h FE = β= I I B I E =I B + I P =I V E r e = n V T I E v be =r e i c =r be i b ( r be =β r e ) A ve = = Last r e + E ( k=1.38 10-3 J / K,e=1.6 10 19 ) FET : A vs = = Last = g m Last ( g r s + S 1+ g m m = 1 ) S r s OPAMP : =A 0 v diff = A 0 (v + v ) A v = A 0 1+ βa 0 = 1 β = Feedback =1+ Feedback Støy : P n =4kTB V n = 4 ktb S/N=10 lg P signal Kjøling : T J T A =P ( J + S + SA ) P støy v N =v NA + i NA S 6dB regel : S /N [db]=6,0 N + 1,76(effektivverdi) S / N [db]=6,0 N + 4,77(spissverdi)