Side av 9 NORGES TEKNISK- NATURVITENSKAPLIGE UNIVERSITET Institutt for elektronikk og telekommunikasjon Faglig kontakt under eksamen: Ragnar Hergum 73 59 2 23 / 92 87 72 Bjørn B. Larsen 73 59 44 93 Kontinuasjonseksamen i emne TFE4 DIGITALTEKNIKK MED KRETSTEKNIKK Onsdag 5. august 27 Tid. Kl. 9-3 Tillatte hjelpemidler: D: Ingen trykte eller håndskrevne hjelpemidler er tillatt. Bestemt, enkel kalkulator tillatt. Sensuren faller 5. september 27
Side 2 av 9 Oppgave (2%) Gitt kretsen i Figur. Før tiden t =, er alle kondensatorene utladet, og bryterne er åpne. 2V B R 56 k! C!F B2 A C2!F C3!F B Figur RC-krets a) Ved tiden t = lukkes B, slik at bare den er lukket. Hva er totalkapasitansen (resultatkapasitansen) mellom terminalene A-B? Finn tidskonstanten for den aktive del av kretsen, og sett opp et uttrykk for spenningen mellom terminalene A-B. Hva er spenninga over terminalene A-B når det har gått 5 sekunder (t = 5)? b) Ved tiden t = 5 lukkes også B2, slik at begge bryterne er lukket. Hva er totalkapasitansen (resultatkapasitansen) mellom terminalene A-B nå? Når bryter B2 lukkes vil ladningen som allerede er lagret i C og C2 fordele seg også på C3 (C3 har ingen ladning fra tidligere). Ved hjelp av formelen Q = CV kan vi da finne at spenningen mellom terminalene A-B blir,66 V. Kretsen står nå med begge bryterne lukket i ytterligere 5 sekunder (til t = 3). Da åpnes B, og kun B2 forblir lukket. Finn spenningen mellom terminalene A-B ved dette tidspunktet t = 3 s? c) I dette punktet skal vi betrakte en mye brukt transistorkobling innen digitalteknikken. Skisser prinsippiell oppbygging av en PMOS og en NMOS-transistor. Forklar kort (maks. setninger) hvordan disse transistorene kan benyttes som av/på-brytere. Hva er bestemmende for hvor fort en slik PMOS- eller NMOS-bryter kan slå seg av/på? Hva kalles kombinasjon av PMOS- og NMOS-transistorer som vist i inverteren nedenfor? PMOS NMOS
Side 3 av 9 Oppgave 2 (2%) Gitt kretsen i Figur 2. 5mA 47! k! A 2V 2! 38! 5! B Figur 2 Motstandsnettverk a) Finn Theveninmotstanden R Th, sett fra terminalene A-B. b) Finn Theveninspenningen V Th ved bruk av superposisjonsprinsippet. c) Tegn Theveninekvivalenten sett fra terminalene A-B. d) Hva blir strømmen i lasten hvis kretsen belastes med 8Ω?
Side 4 av 9 Oppgave 3 (2%) Nedenfor er gitt spørsmål i form av 3 påstander eller svaralternativer A, B eller C. Bare en av påstandene er riktig. Kryss av for riktig svar A, B eller C i tabellen bak i oppgavesettet. OBS! Tabellsiden må leveres inn som en del av besvarelsen. Riktig svar gir 2 poeng, manglede svar gir poeng, og galt svar gir - poeng. Flere svar på samme spørsmål regnes som galt svar.. I en krets som har to eller flere uavhengige kilder kan superposisjonsprinsippet benyttes for direkte å finne A. Strøm- og spenningsbidragene fra hver enkelt kilde B. Strøm-, spenning- og effektbidragene fra hver enkelt kilde C. Strøm-, spenning, effekt og energibidragene fra hver enkelt kilde 2. Den ekvivalente kapasitansen sett inn på klemmene i kretsen vist nedenfor er A. 34,3 µf B. 4 µf C. 47,2 µf 3. En lastmotstand er knyttet til to terminaler i et nettverk. Dette nettverket er sett fra terminalene karakterisert ved en R Th =" og V Th = 4V. Den maksimale effekt levert til lasten fra dette nettverket er? D. 6W E. 8W F. 4W
Side 5 av 9 4. I en brolikeretter som vist i kretsen nedenfor er v f for diodene,7 V. Hvilken av grafene a), b) eller c) representerer spenningen v -2 (t) mellom terminalene og 2? A. Graf a) angir riktig spenning B. Graf b) angir riktig spenning C. Graf c) angir riktig spenning 5. En sterkt forenklet modell av en inverter er som gitt i figuren nedenfor. Komponentene i kretsen setter en begrensning på hvor høy switche-frekvens to slike invertere i serie kan operere korrekt på. Velg det settet komponentverdier nedenfor som gir den raskeste totalkretsen med to slike invertere i serie A. C p =pf, C n =pf, R p = 5k" og R n =k" B. C p =pf, C n =5pF, R p =k" og R n = 5k" C. C p = 5pF, C n =pf, R p =k" og R n =k"
Side 6 av 9 6. Hvilket alternativ (A, B, C) angir tallet -53 () på tos-komplement binær form? A. B. C. 7. Hvilket alternativ (A, B eller C) representerer oktaltallet 5252 (8) på heksadesimal form? A. AAA (6) B. 2D6 (6) C. 9B (6) 8. Nedenfor er vist en kombinatorisk krets. Hvilken sum av mintermer (A, B eller C) beskriver kretsen? (Y er minst signifikant.) X Y F A. A (, ) (, 2) B. FB ( X, Y ) =!(,3) C. (, ) (,2) F X Y =! FC X Y =! 9. To av de tre uttrykkene under er likeverdige. Hvilket av de tre utrykkene (A, B eller C) er ikke likeverdig med de to andre? F W, X, Y, Z = WXY + XYZ + WYZ + XYZ A. A ( ) B. B ( ) C. ( ) F W, X, Y, Z = WXY + XZ + YZ F W, X, Y, Z = WXY + W XZ + XYZ C. Gitt F ( W, X, Y, Z ) (,3,5,7,9), med don t care betingelsene d =!(,,2,3,4,5). Hviket av alternativene er en forenklet funksjon for F? A. A ( ) B. B ( ) C. ( ) F W, X, Y, Z = Z =! F W, X, Y, Z = X! Z F W, X, Y, Z = W! Z C
Side 7 av 9 Oppgave 4 (4 %) Gitt en tilstandsmaskin med nestetilstands- utgangstabellen vist under. Nåtilstand Inngang Nestetilstand Utgang S S 3 S S S 2 S 2 S 3 S 4 S 4 S S a) Bruk implikasjonstabell, og undersøk om noen av tilstandene er ekvivalente, og fjern om mulig overflødige tilstander. b) Tilstandsmaskinen skal kodes binært, slik at tilstandene S, S, S 2 får henholdsvis kodene, og, og tilsvarende for eventuelt påfølgende tilstander. Tilstandsmaskinen skal realiseres ved hjelp av D-vipper. Hvor mange vipper er nødvendig? c) Sett opp sannhetstabell for utgangen og nestetilstand, som funksjon av inngangen og nåtilstand. Eventuelle ubrukte tilstander skal ha utgangsverdi X (don t care), og nestetilstanden skal være S, uansett inngangsverdi. d) Finn uttrykkene for D-inngangen (nestetilstandsinngangen) til vippene, og for utgangen Y. e) Bruk Karnaugh-diagram til å forenkle uttrykkene mest mulig. NB!! Dersom du ikke kom frem til uttrykkene i punkt d), skal du bruke følgende uttrykk i stedet: D2 = Q2! Q! Q! I + Q2! Q! Q + Q2! Q! Q + Q2! Q! Q D = Q2! Q! Q! I + Q2! Q! Q! I D = Q2! Q! Q + Q2! Q! Q! I + Q2! Q! Q + Q2! Q! Q! I + Q2! Q! Q O = Q2! Q! Q + Q2! Q! Q! I + Q2! Q! Q + Q2! Q! Q! I Don t care-settet for O er d = Q2! Q! Q + Q2! Q! Q
Side 8 av 9 f) Tegn den kombinatoriske kretsen som realiserer disse funksjonene. Du kan bruke PLA-type skjema, om du ønsker det. g) Tegn tilstandsdiagram for tilstandsmaskinen med følgende notasjon: X: Tilstand Y: Utgangsverdi for den gitte tilstanden I: Inngangsverdi som bytter tilstand til neste tilstand X I/Y h) Finnes det en sekvens av inngangsverdier som setter tilstandsmaskinen i tilstand S, uansett hvilken tilstand den starter fra? Begrunn svaret. Angi eventuelt sekvensen.
Powered by TCPDF (www.tcpdf.org) Side 9 av 9 Student nr: Emnenr: Side: / Svartabell for oppgave 3: SPØRSMÅL NR.: 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C