ΘΕΜΑ 1 ο (3.5 μονάδες) V CC R C1 R C2. R s. v o v s R L. v i I 1 I 2 ΛΥΣΗ R 10 10

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΘΕΜΑ 1 ο (3.5 μονάδες) V CC R C1 R C2. R s. v o v s R L. v i I 1 I 2 ΛΥΣΗ R 10 10"

Ζένα Χρηστόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 0/0/0 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΝ ΕΦΑΡΜΟΓΝ0/0/0 ΣΕΙΡΑ B: 6:00 8:0 (Λ ΕΣ ) ΘΕΜΑ ο (.5 μονάδες) Οι -παράμεροι των τρανζίστορ του ενισχυτή του παρακάτω σχήματος είναι: e 5 k, e 50. Επίσης, δίνεται ότι: 5 k και C C 0 k. (α) Να σχεδιάσετε το ισοδύναμο κύκλωμα του ενισχυτή για την περιοχή των μεσαίων συχνοτήτων, χρησιμοποιώντας το ισοδύναμο κύκλωμα των τρανζίστορ που επίσης δίνεται στο παρακάτω σχήμα. (0.5 μ.) (β) Να προσδιορίσετε την ενίσχυση τάσης Α / του ενισχυτή στην περιοχή των μεσαίων συχνοτήτων. Ποιά είναι η διαφορά φάσης μεταξύ των σημάτων εισόδου ( ) και εξόδου ( ) στην περιοχή των μεσαίων συχνοτήτων; ( μ.) V CC C C _ I I _ (α) Για το σχεδιασμό του ισοδύναμου κυκλώματος στην περιοχή των μεσαίων συχνοτήτων αντικαθιστούμε τους πυκνωτές και την πηγή σταθερής τάσης με βραχυκυκλώματα, τις πηγές σταθερού ρεύματος με ανοικτά κυκλώματα και τα τρανζίστορ με το ισοδύναμο κύκλωμα που δίνεται στο παραπάνω σχήμα. Το ισοδύναμο κύκλωμα του ενισχυτή στην περιοχή των μεσαίων συχνοτήτων, έχει ως εξής: (β) Για τον υπολογισμό της ζητούμενης ενίσχυσης τάσης, ξεκινώντας από την έξοδο του ισοδύναμου κυκλώματος του ενισχυτή, διενεργούμε τα ακόλουθα: C 00 k C // 5k 0 0 C e b 5050 b b () b 0 50 C e b b b b b () C e Στη σχέση () λήφθηκε υπόψη ο διαιρέτης ρεύματος που υποδεικνύεται στο ισοδύναμο κύκλωμα του ενισχυτή με κόκκινο χρώμα.

2 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 0/0/0 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΝ ΕΦΑΡΜΟΓΝ0/0/0 ΣΕΙΡΑ B: 6:00 8:0 (Λ ΕΣ ) Από τις σχέσεις () και () προκύπτει: b 750 b () b e b e e e b e b 0.0 b 0 () Στη σχέση () λήφθηκε υπόψη ο διαιρέτης τάσης που υποδεικνύεται στο ισοδύναμο κύκλωμα του ενισχυτή με μπλε χρώμα. Από τις σχέσεις () και () προκύπτει η ζητούμενη ενίσχυση: b H διαφορά φάσης μεταξύ των σημάτων εισόδου ( ) και εξόδου ( ) στην περιοχή των μεσαίων συχνοτήτων είναι μηδέν. ΘΕΜΑ ο ( μονάδες) (α) Στον ενισχυτή τάσης του διπλανού σχήματος, να υποδείξετε την τοπολογία αρνητικής ανατροφοδότησης που εφαρμόζεται και στη συνέχεια εάν το ποσοστό ανατροφοδότησης είναι 0%, να προσδιορίσετε το λόγο των αντιστάσεων /. ( μ.) (β) ν η ενίσχυση τάσης με ανατροφοδότηση ισούται με, να προσδιορίσετε την ενίσχυση τάσης χωρίς ανατροφοδότηση σε db. (0.5 μ.) (γ) Εάν η τάση εξόδου του κυκλώματος ( ο ) είναι 0.5 V, να προσδιορίσετε τις τάσεις, και. ( μ.) (δ) Εάν η ενίσχυση τάσης χωρίς ανατροφοδότηση αυξηθεί κατά 50%, να προσδιορίσετε το ποσοστό αύξησης της ενίσχυσης τάσης με ανατροφοδότηση. (0.5 μ.) Για την απάντηση των ερωτημάτων (γ) & (δ) να χρησιμοποιήσετε τα δεδομένα των ερωτημάτων (α) & (β). (α) Πρόκειται για ενισχυτή στον οποίο εφαρμόζεται αρνητική ανατροφοδότηση τάσης σε σειρά με την είσοδο. Ο λόγος ανατροφοδότησης β υπολογίζεται ως εξής: β () Αφού το ποσοστό ανατροφοδότησης είναι 0%, τότε β 0. και ο ζητούμενος λόγος των αντιστάσεων, υπολογίζεται ως εξής: β 0. 0.( )

3 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 0/0/0 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΝ ΕΦΑΡΜΟΓΝ0/0/0 ΣΕΙΡΑ B: 6:00 8:0 (Λ ΕΣ ) (β) Για την ενίσχυση με ανατροφοδότηση γνωρίζουμε ότι: Α βα βαα Α( βα ) Α Α Α 0 ( 0. ) Συνεπώς, η ενίσχυση χωρίς ανατροφοδότηση σε dβ, έχει ως εξής: Α Α ( βα ) (γ) Για την ενίσχυση με ανατροφοδότηση ισχύει: 0 lg Α 0 lg db V. Για την ενίσχυση χωρίς ανατροφοδότηση ισχύει: Επίσης ισχύει ότι: 0.5 V 0.05 V 0 β V 0.V Η τάση, θα μπορούσε να υπολογιστεί και ως εξής: V. (δ) Εάν η ενίσχυση τάσης χωρίς ανατροφοδότηση Α αυξηθεί κατά 50%, δηλ. γίνει ίση με 50, η ενίσχυση τάσης με ανατροφοδότηση θα έχει ως εξής: βα Το ποσοστό αύξησης της ενίσχυσης τάσης με ανατροφοδότηση είναι: τελ. Α αρχ. αρχ %. ΘΕΜΑ ο (.5 μονάδες) Για το κύκλωμα του διπλανού σχήματος, που περιλαμβάνει ιδανικό τελεστικό ενισχυτή, δίνεται ότι: 0 k. (α) Να προσδιορίσετε την τιμή της αντίστασης, έτσι ώστε η ε- νίσχυση του κυκλώματος να είναι: Α / 5. ( μ.) (β) Με δεδομένη την ενίσχυση που δίνεται στο ερώτημα (α), εάν η τάση εισόδου ( ) του κυκλώματος είναι ημιτονική με πλάτος 50 mv και συχνότητα 0 kηz, να χαράξετε με ακρίβεια την κυματομορφή της τάσης εξόδου ( ). Ποιά είναι η διαφορά φάσης μεταξύ των σημάτων και. (0.5 μ.)

4 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 0/0/0 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΝ ΕΦΑΡΜΟΓΝ0/0/0 ΣΕΙΡΑ B: 6:00 8:0 (Λ ΕΣ ) (α) Χρησιμοποιούμε τη μέθοδο ανάλυσης των κόμβων, δηλαδή εφαρμόζουμε τον ο κανόνα Krc στον κόμβο του ακροδέκτη αντιστροφής του τελεστικού ενισχυτή και στον κόμβο. Θα πρέπει να εξισώσουμε το άθροισμα των αγωγιμοτήτων (δηλ. των αντίστροφων αντιστάσεων) που ξεκινούν από 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: Χρησιμοποιούμε την ιδιότητα αντιγραφής τάσεων στους ακροδέκτες του ιδανικού τελεστικού ενισχυτή, δηλ. _ 0 και καταλήγουμε στην παρακάτω σχέση: 0 Στον κόμβο Χ, αφού γνωρίζουμε ότι _ 0 και, έχουμε: 0 Στην προηγούμενη έκφραση της ενίσχυσης του κυκλώματος, αφού γνωρίζουμε ότι 0 k και Α 5, μοναδικός άγνωστος είναι η ζητούμενη αντίσταση. Α k 50 0k 5) ( 0k (β) Με βάση τα δεδομένα, η τάση εισόδου έχει πλάτος (δηλ. μέγιστη τιμή) 50 mv και περίοδο T / / 0 khz 0.05 m 5 μ. Τα σήμα εξόδου ( ) έχει πλάτος 5 50 mv.6 V και φαίνεται στο παρακάτω διάγραμμα. Το σήμα εξόδου έχει διαφορά φάσης 80 ο σε σχέση με το σήμα εισόδου, αφού η ενίσχυση που δίνεται στο ερώτημα (α) είναι αρνητική ( 5).

5 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 0/0/0 ΣΧΟΛΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΝ ΕΦΑΡΜΟΓΝ0/0/0 ΣΕΙΡΑ B: 6:00 8:0 (Λ ΕΣ ) 5

Σχετικά έγγραφα

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες):

ΘΕΜΑ 1 ο (3 μονάδες): ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΚΟ ΕΚΠΑΙ ΕΥΤΙΚΟ Ι ΡΥΜΑ ΠΑΤΡΑΣ 9/0/00 ΘΕΜΑ ο ( μονάδες): Για τον ενισχυτή του παρακάτω σχήματος δίνονται: 0, 0.7, kω, 0 kω, Ε kω, L kω, β fe 00, e kω. (α) Να προσδιορίσετε τις τιμές των αντιστάσεων,