ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 05/02/2013

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 05/02/2013"

Δαρείος Ζωγράφου
5 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΘΕΜΑ ο (.5 μονάδες) Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: Β 90 kω, C kω, Ε E kω, kω, V CC V, V B 0.70 V και Ι Β 0 μα. Επίσης, για τα δύο τρανζίστορ του ενισχυτή δίνονται: β h e h e 00 και h e h e kω. (α) Να προσδιορίσετε το σημείο λειτουργίας του τρανζίστορ Q, αφού λάβετε υπόψη και το ρεύμα βάσης των δύο τρανζίστορ. ( μονάδες) (β) Να προσδιορίσετε την ενίσχυση τάσης ( / ) του ενισχυτή στην περιοχή μεσαίων συχνοτήτων, χρησιμοποιώντας το ισοδύναμο κύκλωμα του τρανζίστορ που επίσης δίνεται στο παρακάτω σχήμα. (.5 μονάδες) (α) Εφαρμόζουμε το ο κανόνα Krchh στους δύο βρόχους του κυκλώματος που διακρίνονται στο παρακάτω σχήμα. Βρόχος : I V I 0 V I V (I I ) 0. B B B CC B B B B I I B V CC B VB I 0 I β β β β I C 0.7 I I B B β β β I. I

2 Βρόχος : (I I ) V I 0 B C (I I ) V (I I ) 0 B C B I V C (I IB) I E β (.0.0)V V 5.97V. VCE C Συνεπώς, το σημείο λειτουργίας του τρανζίστορ Q, είναι: Q (V C, I ) Q (5.97 V, ) (β) Για να διενεργήσουμε το ζητούμενο υπολογισμό της ενίσχυσης τάσης σχεδιάζουμε αρχικά το ισοδύναμο κύκλωμα του ενισχυτή στις μεσαίες συχνότητες, χρησιμοποιώντας για τα τρανζίστορ (που είναι και τα δύο σε σύνδεση κοινού εκπομπού) το ισοδύναμο κύκλωμα που δίνεται. Στις μεσαίες συχνότητες, οι πυκνωτές λειτουργούν ως βραχυκυκλώματα (συνεπώς οι αντιστάσεις και E δε συμμετέχουν στο ισοδύναμο κύκλωμα) και η πηγή σταθερής τάσης (V CC ) βραχυκυκλώνεται. b h e h e b h e h e b C kω C C e b kω h () Από το διαιρέτη ρεύματος που υποδεικνύεται σε κύκλο στο ισοδύναμο κύκλωμα, προκύπτει: b 0 he b b 00 b b 00b () h 0 0 e b h e b () (), () b 50 0 () (), () 000 b Η ενίσχυση προκύπτει θετικός αριθμός, δηλ. η τάση εξόδου είναι συμφασική με την τάση εισόδου, αφού ο ενισχυτής αποτελείται από δύο απευθείας συζευγμένες βαθμίδες κοινού εκπομπού..

3 ΘΕΜΑ ο (.5 μονάδες) Ενισχυτής αποτελείται από δύο όμοιες βαθυπερατές ενισχυτικές βαθμίδες που συνδέονται απευθείας μεταξύ τους (δηλ. χωρίς πυκνωτή σύζευξης). (α) Να προσδιορίσετε τη συχνότητα για την οποία το μέτρο ενίσχυσης του ενισχυτή αυτού είναι 0 db μικρότερο από τη μέγιστη τιμή της ενίσχυσης του. ( μονάδες) (β) Να σχεδιάσετε την απόκριση συχνότητας μέτρου του ενισχυτή δύο βαθμίδων (δηλ. τη γραφική παράσταση του μέτρου της ενίσχυσης σε db συναρτήσει του δεκαδικού λογάριθμου της συχνότητας), στην οποία να διακρίνονται η συχνότητα που προσδιορίστηκε στο ερώτημα (α) καθώς και η συχνότητα αποκοπής του ενισχυτή δύο βαθμίδων. (.5 μονάδες) Στη διπλανή σχέση δίνεται η απόκριση συχνότητας μιας βαθυπερατής ενισχυτικής βαθμίδας. Δίνονται επίσης η ενίσχυση τάσης στις μεσαίες συχνότητες κάθε βαθμίδας 0, η συχνότητα αποκοπής κάθε βαθμίδας ΜΗz και ότι η συχνότητα αποκοπής του ενισχυτή δύο ( j /) βαθμίδων ισούται με το 65% της συχνότητας αποκοπής μιας βαθμίδας (δηλ. της ). (α) Η απόκριση συχνότητας του ενισχυτή που αποτελείται από δύο όμοιες βαθυπερατές βαθμίδες που συνδέονται απευθείας μεταξύ τους, έχει ως εξής: j j j Συνεπώς, το μέτρο της απόκρισης του ενισχυτή αυτού είναι:. Για να εκφράσουμε την παραπάνω έκφραση σε db, λογαριθμίζουμε και πολλαπλασιάζουμε και τα δύο μέλη της με το 0: 0lg 0lg 0lg 0lg 0lg 0lg. Λόγω του ότι ζητείται ο προσδιορισμός της συχνότητας (έστω ) για την οποία το μέτρο ενίσχυσης του ενισχυτή αυτού είναι 0 db μικρότερο από τη μέγιστη τιμή της ενίσχυσης του, η διαφορά του δεύτερου μέλους της παραπάνω σχέσης θα πρέπει να εξισωθεί με 0. Συνεπώς, η παραπάνω σχέση γίνεται: 0lg 0 lg Mz. (β) απόκριση συχνότητας μέτρου του ενισχυτή δύο βαθμίδων (δηλ. η γραφική παράσταση του μέτρου της ενίσχυσής του σε db συναρτήσει του δεκαδικού λογάριθμου της συχνότητας), στην οποία υποδεικνύονται η

4 συχνότητα και η συχνότητα αποκοπής του εν λόγω ενισχυτή, παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα, αφού πριν υπολογίσουμε τα ακόλουθα στοιχεία που απαιτούνται για το σχεδιασμό της. Μέγιστη τιμή ενίσχυσης του ενισχυτή δύο βαθμίδων: 0lg 0lg 0 0 db Συχνότητα αποκοπής ενισχυτή δύο βαθμίδων: Mz 0.65 Mz Δεκαδικός λογάριθμος της συχνότητας αποκοπής του ενισχυτή δύο βαθμίδων: lg Δεκαδικός λογάριθμος της συχνότητας : lg Μέτρο ενίσχυσης (db) - 6 db / c ΘΕΜΑ ο ( μονάδες) Η είσοδος του κυκλώματος του παρακάτω σχήματος είναι σήμα που μεταβάλλεται γραμμικά κατά 0 V κάθε δευτερόλεπτο. Το σήμα αυτό είναι αρχικά μηδέν και εφαρμόζεται στο κύκλωμα για το χρονικό διάστημα πέντε (5) δευτερολέπτων. Ο τελεστικός ενισχυτής που περιλαμβάνεται στο κύκλωμα είναι ιδανικός. (α) Να προσδιορίσετε την τάση εξόδου ( ) του κυκλώματος σε σχέση με τη τάση εισόδου ( ). ( μονάδες) (β) Να προσδιορίσετε την τάση εξόδου ( ) του κυκλώματος ως συνάρτηση του χρόνου () και να σχεδιάσετε με ακρίβεια τη γραφική της παράσταση ως προς το χρόνο, για το χρονικό διάστημα για το οποίο εφαρμόζεται το σήμα εισόδου ( ). ( μονάδα) (α) Χρησιμοποιούμε τη μέθοδο ανάλυσης των κόμβων, δηλαδή εφαρμόζουμε τον ο κανόνα Krchh στον κόμβο του ακροδέκτη αντιστροφής και στον κόμβο του ακροδέκτη μη αντιστροφής του τελεστικού ενισχυτή. Θα πρέπει να εξισώσουμε το άθροισμα των αγωγιμοτήτων (δηλ. των αντίστροφων αντιστάσεων) που ξεκινούν α- πό τον καθένα από τους κόμβους αυτούς, πολλαπλασιασμένο με την τάση τους, με το άθροισμα των γινομένων των αγωγιμοτήτων αυτών με τις τάσεις των κόμβων στους οποίους καταλήγουν. Έτσι, στον κόμβο του ακροδέκτη αντιστροφής του τελεστικού ενισχυτή, έχουμε: ()

5 5 Στον κόμβο του ακροδέκτη μη αντιστροφής του τελεστικού ενισχυτή, έχουμε: 0 () Χρησιμοποιούμε την ιδιότητα αντιγραφής τάσεων στους ακροδέκτες του ιδανικού τελεστικού ενισχυτή, δηλ. _ ¾ και ξεκινώντας από τη σχέση () καταλήγουμε στην παρακάτω σχέση: (β) Με βάση τα δεδομένα της εκφώνησης το σήμα εισόδου ( ) μπορεί να εκφραστεί ως προς το χρόνο, ως εξής: 0 (σε V) Συνεπώς, η τάση εξόδου του κυκλώματος ως συνάρτηση του χρόνου, έχει ως εξής: (σε V) ζητούμενη γραφική παράσταση της τάσης εξόδου ως προς το χρόνο, για το χρονικό διάστημα που εφαρμόζεται το σήμα εισόδου (0 5 ec) δίνεται στο παρακάτω σχήμα.

Σχετικά έγγραφα

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: 23/06/2016 ΜΟΝΟ ΓΙΑ ΤΟΥΣ ΕΠΙ ΠΤΥΧΙΩ ΦΟΙΤΗΤΕΣ

ΛΥΣΕΙΣ ΕΞΕΤΑΣΗΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ «ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ ΙΙ» ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ: /6/6 ΘΕΜΑ ο (5 μονάδες Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: =, = 6 kω, = kω και = = Ε = = kω, ενώ για το τρανζίστορ δίνονται: = 78, β