ΗΜΜΥ 203 Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων. Τελική Εξέταση Δευτέρα 20/12/2010, ΛΑ132

ΗΜΜΥ 203 Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων Τελική Εξέταση Δευτέρα 20/12/2010, ΛΑ132 Παρατηρήσεις 1. Η εξέταση θα είναι πρακτική. Θα σας δοθούν άγνωστα προβλήματα τα οποία θα πρέπει να λύσετε. Το πρώτο πρόβλημα θα είναι προσομοίωση σε PSPICE. Φροντίστε να έχετε μαζί σας τον κωδικό για πρόσβαση στους υπολογιστές του Τμήματος. 2. Πρέπει να βρίσκεστε στο χώρο της εξέτασης έγκαιρα. Δεν θα γίνεται κανένας δεκτός (ειδικά στην περίπτωση των δεύτερων ομάδων) 3 λεπτά μετά την έναρξη της εξέτασης. 3. Δεν θα δοθεί καμιά παράταση. Η εξέταση θα τελειώσει ακριβώς όπως προνοεί το πρόγραμμα. 4. Κανένας δεν θα επιτρέπεται να αποχωρήσει από την αίθουσα πριν από το τέλος της εξέτασης (για τις πρώτες ομάδες.) 5. Θα εξετάζεστε στους πάγκους που βρίσκεστε συνήθως. Στους ίδιους πάγκους εξετάζονται και άλλοι γι αυτό φροντίστε να τους αφήσετε σε καλή κατάσταση. 6. Απαγορεύεται αυστηρά η χρήση σημειώσεων, εγχειριδίων, βιβλίων ή οποιουδήποτε άλλου υλικού εκτός από γραφική ύλη, υπολογιστική μηχανή και οργάνων του εργαστηρίου. 7. Απαγορεύεται η συνομιλία κατά την διάρκεια της εξέτασης 8. Απαγορεύεται, επίσης, η ανταλλαγή οποιωνδήποτε υλικών ή συσκευών. Αν νομίζετε ότι θα χρειαστείτε οτιδήποτε (π.χ. υπολογιστική μηχανή, γομολάστιχα, μολύβια κλπ.) πρέπει να έχετε μεριμνήσει να το φέρετε από πριν. Αν υπάρχει πρόβλημα μιλήστε μόνο με τους βοηθούς. 9. Προσοχή! Παράβαση των πιο πάνω κανονισμών σημαίνει αυτόματο μηδενισμό στη εξέταση! Κάνετε τις μετρήσεις σας πολύ προσεκτικά και μην στρογγυλοποιείτε περισσότερο από όσο πρέπει γιατί κάποιες μετρήσεις δεν θα είναι σωστές. Οι μετρήσεις σας πρέπει να έχουν τον σωστό αριθμό δεκαδικών. Όλα τα κυκλώματα μπορούν να υλοποιηθούν με τα στοιχεία που ήδη έχετε! Φροντίστε να απαντάτε τις ερωτήσεις. Κυκλώματα, σχεδιαγράμματα και αριθμοί χωρίς εξήγηση δεν θεωρούνται απαντήσεις! Σημειώσεις: Οι εσωτερικές αντιστάσεις του πολυμέτρου είναι Βολτόμετρο: 10ΜΩ, Αμπερόμετρο: 1kΩ Ορθότητα μετρήσεων παλμογράφου: ± 3% Ορθότητα Ψηφιακού Πολυμέτρου: ± 0.05% Ορθότητα μετρήσεων από την οθόνη του παλμογράφου: ± 0.5 μικρή υποδιαίρεση (minor div) 1

Κάθε σταθμός στο Εργαστήριο Κυκλωμάτων και Μετρήσεων είναι εξοπλισμένος με τα πιο κάτω: Είδος Τιμή Ποσ. Είδος Τιμή Ποσ. Αντιστάσεις 10 Ω 2 Πηνία 1 mh 2 100 Ω 2 10 mh 2 300 Ω 2 47 mh 2 680 Ω 2 1 kω 2 Πυκνωτές 270 pf 2 1.2 kω 2 0.022μF 2 2.2 kω 2 1 μf 3 3.3 kω 2 2.2 μf 2 3.9 kω 2 4.7 μf 2 4.7 kω 2 10 μf 2 5.1 kω 2 100 μf 2 5.6 kω 2 6.2 kω 2 Δίοδοι 1Ν4001 2 6.6 kω 2 10 kω 6 Ποτενσιόμετρα 10 kω 1 12 kω 2 22 kω 1 15 kω 2 22 kω 2 27 kω 2 33 kω 2 36 kω 2 56 kω 2 68 kω 2 91 kω 2 330 kω 2 10 MΩ 2 2

Άσκηση 1 (PSPICE) 30/100 Ο Πασάς στο Σεράι έχει εγκαταστήσει καινούργιο σύστημα εσωτερικής παρακολούθησης. Επειδή όμως υπάρχει πολύς θόρυβος στο Σεράι βάζει καλεί τον ηλεκτρολόγο Καραγκιόζη να εγκαταστήσει ένα φίλτρο ώστε ηχογραφούνται μόνο τα σήματα από φωνή (200 20 000 Hz). Ο Καραγκιόζης σχεδιάζει το πιο κάτω κύκλωμα, όπου V 1 είναι η είσοδος από τη μικροφωνική συσκευή και V out είναι η έξοδος προς ηχογράφηση. L1 1 2 10m C1 3.3n + Vp=5V V1 R1 1k Vout - 0 1. Μια και ο Καραγκιόζης έφαγε πολύ ξύλο κατά τη διάρκεια της Ενδιάμεσης φωνάζει εσάς να τον βοηθήσετε. Υλοποιήστε το πιο πάνω κύκλωμα στο PSPICE και βρείτε τη συχνότητα συντονισμού και το εύρος ζώνης του κυκλώματος. Είναι κατάλληλο για τη χρήση που ζητά ο Πασάς; (10) 2. Χρησιμοποιώντας γραφικές παραστάσεις από το PSPICE, υπολογίστε την γωνία φάσης (και το πρόσημο της για την τάση εξόδου σε συχνότητα 15 khz. (10) 3. Χρησιμοποιώντας ένα μεταβλητό πυκνωτή στη θέση του C 1 βρείτε για ποια τιμή του πυκνωτή θα έχουμε συντονισμό στα 10 khz. Πιστεύετε ότι τώρα τα πράγματα είναι καλύτερα; Ποιες συχνότητες θα καλύπτει το φίλτρο τώρα; (Απαντήστε χωρίς να ξανατρέξετε προσομοίωση!) (10) Σε κάθε περίπτωση πρέπει να παραδίδονται τα αποτελέσματα, το κύκλωμα, το αρχείο εξόδου της προσομοίωσης και οι γραφικές παραστάσεις. Προσοχή: Σε κάποιους υπολογιστές πιθανών να μην έχουν εγκατασταθεί οι συλλογές. Μπορείτε να προσθέσετε συλλογές (libraries) από τον διάλογο επιλογής στοιχείων πατώντας το κουμπί Add Library και επιλέγοντας όλες τις συλλογές που βρίσκονται στον φάκελο (folder) PSpice. Το ίδιο πρέπει να γίνει και με τις συλλογές από τον διάλογο για την γείωση. 3

5 4 3 2 1 D L1 1 2 10m C1 3.3n + D AC = 5V VOFF = 0V VAMPL = 5V FREQ = 15k V1 R1 1k Vout - C 0 C L1c 1 2 10m C1c cvar + PARAMETERS: cvar = 3.3n AC = 5V VOFF = 0V VAMPL = 5V FREQ = 10k V1c R1c 1k Vout B - B 0 A A Title Exam 1 - Problem 1 Size Document Number Rev A <Doc> 1 5 4 3 Date: Tuesday, December 14, 2010 Sheet 1 of 1 2 1

** Profile: "SCHEMATIC1-P3-acsweep" [ X:\Courses\ECE 203 (Circuits Lab)\! Fall 2010\Final\Final v.1\p1\p3-schem... Date/Time run: 12/14/10 16:48:47 Temperature: 27.0 (A) p3-schematic1-p3-acsweep.dat (active) 5.0V (27.715K,5.0000) 4.0V (20.857K,3.5323) (36.786K,3.5372) 3.0V 2.0V 1.0V 10KHz 20KHz 30KHz 40KHz 50KHz V2(R1) Frequency Date: December 14, 2010 Page 1 Time: 16:55:43

** Profile: "SCHEMATIC1-p1-timesweep" [ X:\Courses\ECE 203 (Circuits Lab)\! Fall 2010\Final\Final v.1\p1\p3-sch... Date/Time run: 12/14/10 16:57:38 Temperature: 27.0 (B) p3-schematic1-p1-timesweep.dat (active) 3.0V (0.000,1.8458) (2.0440,2.0159) 2.0V 1.0V -0.0V -1.0V (-1.9872,-2.0136) (0.000,-1.8430) -2.0V -3.0V -5.0V -4.0V -3.0V -2.0V -1.0V 0.0V 1.0V 2.0V 3.0V 4.0V 5.0V V2(R1) V(V1:+) Date: December 14, 2010 Page 1 Time: 17:00:19

** Profile: "SCHEMATIC1-p1-timesweep" [ X:\Courses\ECE 203 (Circuits Lab)\! Fall 2010\Final\Final v.1\p1\p3-sch... Date/Time run: 12/14/10 16:57:38 Temperature: 27.0 (B) p3-schematic1-p1-timesweep.dat (active) 5.0V 0V -5.0V 100us 150us 200us 250us 300us 350us 400us V2(R1) V(V1:+) Time Date: December 14, 2010 Page 1 Time: 16:58:29

** Profile: "SCHEMATIC1-p1-cvar" [ X:\Courses\ECE 203 (Circuits Lab)\! Fall 2010\Final\Final v.1\p1\p3-schemati... Date/Time run: 12/14/10 17:17:08 Temperature: 27.0 (A) p3-schematic1-p1-cvar.dat (active) 5.0V (25.119n,4.9999) 4.5V 4.0V 0n,3.6011) 3.5V 10n 15n 20n 25n 30n 35n 40n 45n V2(R1c) cvar Date: December 14, 2010 Page 1 Time: 17:18:09

1. Από την πρώτη γραφική παράσταση βρίσκουμε fo = 27,715 khz Δf = 36,786 20,857 = 15,929 khz 2. Από την δεύτερη γραφική παράσταση βρίσκουμε 1,8458 + 1,8430 3,6888 θ = = = 2,0159 + 2,0136 4,0295 1 1 sin sin 66,27 deg Από την τρίτη γραφική παράσταση βλέπουμε ότι το σήμα εξόδου προπορεύεται και άρα το πρόσημο του είναι θετικό θ = 66,27 deg 3. Από την τέταρτη γραφική παράσταση βλέπουμε ότι συντονισμό στα 10 khz έχουμε για C=25,119 nf Τα πράγματα τώρα σίγουρα είναι καλύτερα. Μια και το εύρος ζώνης δεν επηρεάζεται από τον πυκνωτή, και άρα παραμένει ~ 16 khz τότε το φίλτρο καλύπτει από 2 18 khz. 4

Άσκηση 2 (Πειραματική) 30/100 Ο Καραγκιόζης, ως γνωστό, είναι πολύ φτωχός και από τότε που έγινε ηλεκτρολόγος προσπαθεί να εξοικονομήσει και το τελευταίο Σεντ. Μέσα στο Σεράι, κατά την εγκατάσταση του φίλτρου της προηγούμενης άσκησης, βρήκε ένα πυκνωτή με άγνωστη χωρητικότητα. Αποφασίζει να τον ξαναχρησιμοποιήσει όμως θέλει να μάθει τα χαρακτηριστικά του και δυστυχώς ο βοηθός του ο Χατζηαβάτης δεν μπορεί να βοηθήσει. 1. Στο εργαστήριο θα βρείτε αυτόν τον πυκνωτή με την άγνωστη χωρητικότητα. Εξηγήστε στον Καραγκιόζη πως μπορεί με την βοήθεια του παλμογράφου να μετρήσει τη χωρητικότητα του πυκνωτή. (5) 2. Χρησιμοποιώντας την πιο πάνω μέθοδο βοηθήστε τον να μετρήστε τη χωρητικότητα. Σχεδιάστε στο τετραγωνισμένο χαρτί πιο κάτω την εικόνα που παρουσίαζε ο παλμογράφος και δείξετε τα σημαντικά σημεία για τις μετρήσεις σας. Καλέστε τον Δερβέναγα (άλλως βοηθό εργαστηρίου) να επιβεβαιώσει ότι το κύκλωμα υλοποιήθηκε και η εικόνα σχεδιάστηκε σωστά. (10) 3. Είναι γνωστό ότι η μέτρηση της χωρητικότητας με την πιο πάνω μέθοδο δεν είναι και πολύ ακριβής. Πως θα μπορούσατε να έχετε μια καλύτερη προσέγγιση στη πραγματική τιμή; Υλοποιήστε αυτή τη μέθοδο με τουλάχιστον 4 επιπρόσθετες (και αρκετά διαφορετικές) τιμές Τc. Ποια είναι η χωρητικότητα του πυκνωτή με αυτή την μέθοδο; (10) 4. Ποια είναι η αβεβαιότητα της τιμής που μετρήσατε στο μέρος 3; (5) Σημείωση: Η περιγραφή της διαδικασίας είναι σημαντική και βαθμολογείται με 2 μονάδες. Το κύκλωμα υλοποιήθηκε. Υπογραφή Δερβέναγα 5

Λύσεις VOLTS/DIV = SEC/DIV = 1 V/div 10 μs/div 1. Για να βρούμε τη χωρητικότητα R TH 1kΩ V TH - +? V C (t) Scope Function Generator Thevenin Equivalent 1. Υλοποιούμε το πιο πάνω κύκλωμα. 2. Μετρούμε τη αντίσταση με το πολύμετρο για να έχουμε μια πιο καλή προσέγγιση. 3. Μεταβάλλουμε τη συχνότητα και ρυθμίζουμε τον οριζόντιο άξονα μέχρι να δούμε μια καλή εικόνα της αποφόρτισης. Η γραφική παράσταση φαίνεται πιο πάνω. 2. Από τη γραφική βρίσκουμε ότι η χωρητικότητα του πυκνωτή είναι R = 0.998kΩ τ = t2 t1 = 28 10μs = 18μs τ 18μs C = = = 17.17557nF R 0.998kΩ+ 50Ω 6

3. Επαναλαμβάνουμε τις μετρήσεις με ακόμη 4 διαφορετικές αντιστάσεις και ακλουθώντας την πιο πάνω μέθοδο βρίσκουμε R = 678Ω τ = 12.42μs C = 18.319nF R = 2.324kΩ τ = 40.11μs C = 17.259nF R = 3.256kΩ τ = 62.64μs C = 19.238nF R = 4.705kΩ τ = 85.47μs C = 18.166nF C = (17.175 + 18.319 + 17.259 + 19.238 + 18.166) / 5 = 18.031nF 4. Για να βρούμε τη χωρητικότητα κάναμε διάφορες μετρήσεις από την οθόνη του παλμογράφου. Για κάθε μια από τις μετρήσεις της χωρητικότητας, για να βρούμε το εύρος της αβεβαιότητας λόγω της ορθότητας του οργάνου πρέπει να προσθέσουμε όλες τις σχετικές αβεβαιότητες. dr% = 0.05% 0.1 V1 = 4 ± 0.5(1 V / 5) = 4 ± 0.1 V dv% 1 = 100 = 2.5% 4 0.1 V2 = 4 ± 0.5(1 V / 5) = 4 ± 0.1 V dv2% = 100 = 2.5% 4 0.1 V3 = 1.056 ± 0.5(1 V / 5) = 1.056 ± 0.1 V dv3% = 100 = 9.470% 1.056 1 t1 = 10 ± 0.5(10 / 5) = 10 ± 1 μs dt1% = 100 = 10% 10 1 t2 = 28 ± 0.5(10 / 5) = 28 ± 1 μs dt2% = 100 = 3.571% 28 dτ % = 28.091% dc = 17.17557 nf* 28.091/100 = 4.825nF Θεωρούμε ότι το εύρος της αβεβαιότητας λόγω της ακρίβειας των μετρήσεων είναι 0 μια και οι μετρήσεις δεν μεταβάλλονταν με τον χρόνο. Με τον ίδιο τρόπο υπολογίζουμε και την αβεβαιότητα για τις υπόλοιπες μετρήσεις dc = 17.17557 nf * 28.091/100 = 4.825nF dc = 18.319 nf * 23.245/100 = 4.258nF dc = 17.259 nf * 29.678/100 = 5.122nF dc = 19.238 nf *32.798 /100 = 6.310nF dc = 18.166 nf * 25.345/100 = 4.604nF Άρα η τιμή της χωρητικότητας με το εύρος της αβεβαιότητας είναι dc = 4.825 + 4.258 + 5.122 + 6.310 + 4.604 = 25.119nF C = 18.031± 25.119nF = 20 ± 25nF 7

Άσκηση 3 (Πειραματική) 40/1000 Microphone Στο βουνό ο Μπάρμπα-Γιώργος έχει μεγάλο πρόβλημα! Κάποιος του κλέβει τα γίδια του! Αποφασίζει λοιπόν να παγιδέψει τον κλέφτη αλλά και να πάρει τα γίδια του πίσω ακλουθώντας τον την επόμενη φορά που θα εμφανιστεί. Για να το κάνει αυτό έχει εφοδιαστεί από τον Καραγκιόζη με μια πολύ ευαίσθητη μικροφωνική συσκευή έτσι ώστε να μπορεί να ακούει από μακριά τα γίδια όταν βελάζουν. Το ισοδύναμο Thevenin της συσκευή είναι όπως φαίνεται πιο κάτω. Η συσκευή αυτή παράγει μέγιστη τάση της τάξης των 2V. Το πρώτο βράδυ η επιχείρηση put the gid down αποτυγχάνει μια και το μικρόφωνο είναι υπερευαίσθητο και άλλοι ήχοι δημιουργούσαν παρεμβολές. Ο Μπάρμπα- Ο Καραγκιόζης πρέπει λοιπόν να σχεδιάσει ένα φίλτρο για αυτό το σκοπό. Τα Γιώργος γίνεται έξω φρενών και καλεί τον Καραγκιόζη να λύσει το πρόβλημα. γίδια βελάζουν σε συχνότητες μεταξύ 1.65 και 14.84 khz.το φίλτρο επίσης δεν πρέπει να αφήνει να περάσει πάνω από 650 μa ρεύμα στα ακουστικά γιατί μετά μπορεί να τα κάψει. Δεν πρέπει όμως να είναι πολύ χαμηλότερο από αυτό το όριο γιατί μειωθεί η ευαισθησία του στα χαμηλά σήματα. Filter Headphones R_mic 50 V mic R_headphh 2.2k 0 1. Βοηθήστε τον Καραγκιόζη να σχεδιάσει στοιχείων. (10) το φίλτρο. Υπολογίστε τις θεωρητικές τιμές των 2. Αντικαταστήστε με τις πραγματικές (μετρημένες) των στοιχείων και δείξετε πόσο είναι το σφάλμα για τη συχνότητα συντονισμού, το εύρος και το μέγιστο ρεύμα σε σχέση με τα θεωρητικά. (5) 3. Υλοποιήστε το κύκλωμα. Μετρήστε τη συχνότητα συντονισμού, το εύρος και το μέγιστο ρεύμα περιγράφοντας αναλυτικά τη διαδικασία. Είναι μέσα στα πλαίσια του 5% σφάλματος σε σχέση με το τις τιμές της ερώτησης 2; Καλέστε το Μπάρμπα-Γιώργο (άλλως βοηθό εργαστηρίου) να επιβεβαιώσει την δουλειά σας. (10) 4. Ποια είναι η αβεβαιότητα στη μέτρηση της συχνότητας (σε Hz) στην πιο πάνω μέτρηση; Γράψτε τη συχνότητα με τα σωστά δεκαδικά. (5) 5. Μέσα από τις τρομερές εμπειρίες σας στο ΗΜΥ 203, σκέφτεστε ότι το σύστημα θα ήταν πολύ πιο ευαίσθητο στο βέλασμα των γιδιών αν μετρούσε και διαφορές φάσης και ειδικότερα στα 14.84 khz. Πώς θα μετρήσετε αυτή τη γωνία ως προς την πηγή; Κάντε την μέτρηση! (10) Σημείωση: Η περιγραφή της διαδικασίας είναι σημαντική και βαθμολογείται με 2 μονάδες. Το κύκλωμα υλοποιήθηκε. Υ ή Μ ά Γ ώ

Λύσεις 1. Δ f = 14.84 1.65 = 13.19kHz Δ ω = 2πΔ f = 82.875 krad/ s 14.84 1.65 f0 = 1.65 + = 8.245kHz ω0 = 2π f0 = 51.805 krad / s 2 2 V = (50 + 2200 + R ) Ω*650μ A R = 827Ω 1 1 R 50 + 2200 + 827 Δ ω = L= H L= 37.1mH L 82.875 1 1 ω0 = C = C = 10.04nF 2 LC (51.805 k) 37.1m Microphone Filter Headphones R_mic 50 C1 10.04n L1 1 2 37.1mH R1 827 V_mic R_headph 2.2k 0 2. Αντικαθιστούμε με τις πλησιέστερες τιμές που έχουμε και μετρούμε αυτές τις τιμές και υπολογίζουμε ξανά τα χαρακτηριστικά του κυκλώματος και το % σφάλμα R1 = 1.10kΩ C = 10.8 nf (2*22nF in series) L= 47mH Rhead 2.19kΩ R = 26.3Ω L R (1010 + 50 + 26.3+ 2190) Δ f = = = 11.094kHz 2πL 2 π*47m 13.19 11.094 % err( Δ f ) = 100 = 15.9% 13.19 1 1 f0 = = = 7.064kHz 2π LC 2π 47m10.8n 8.245 7.064 % err( f0) = 100 = 14.3% 8.245 2 Imax = = 610μ A 1010 + 50 + 26.3 + 2190 650 610 % err( f0) = 100 = 6.15% 650 9

3. Διαδικασία: a. Υλοποιούμε το κύκλωμα. Ενώνουμε τη τάση εισόδου στο κανάλι 1 του παλμογράφου και την τάση εξόδου στο κανάλι 2. Θέτουμε τη λειτουργία σε ΧΥ και βλέπουμε το σχήμα Lissajous. b. Μεταβάλλουμε τη συχνότητα της γεννήτριας μέχρι να γίνει το σχήμα ευθεία. Αυτή είναι η συχνότητα συντονισμού. c. Επαναφέρουμε το παλμογράφο σε ΥΤ και μετρούμε τη μέγιστη τάση εξόδου. Από αυτή υπολογίζουμε το μέγιστο ρεύμα. d. Μεταβάλλουμε τη συχνότητα της γεννήτριας προς τα κάτω μέχρι να γίνει η τάση εξόδου 0.707 Vmax. Αυτή είναι η συχνότητα f 1. e. Μεταβάλλουμε τη συχνότητα της γεννήτριας προς τα πάνω μέχρι να γίνει η τάση εξόδου 0.707 Vmax. Αυτή είναι η συχνότητα f 2. f. Από τις f 1 και f 2 βρίσκουμε το εύρος Δf. Για κάθε περίπτωση βρίσκουμε και το % σφάλμα. f0 = 6.815kHz 7.064 6.815 % err( f0) = 100 = 3.5% 7.064 Δ f = 12.620k 1.375k = 11.245kHz 11.094 11.245 % err( Δ f ) = 100 = 1.36% 11.094 V 1.384 I 631.96μ A max max = = = RL 2190 610 631.96 % err( f0) = 100 = 3.6% 610 Παρατηρούμε ότι το % σφάλμα είναι μέσα στα πλαίσια του 5%. Πιθανοί παράγοντες που επηρεάζουν το σφάλμα είναι κάποια ανακρίβεια στη μέτρηση των L και C καθώς και η αβεβαιότητα λόγω της ορθότητας του παλμογράγου. 4. Στην πιο πάνω περίπτωση, για να βρούμε την αβεβαιότητα της συχνότητας βρίσκουμε πρώτα την αβεβαιότητα στη μέτρηση της τάσης, την μετατρέπουμε σε σχετική αβεβαιότητα (%) και θεωρούμε ότι αυτή είναι και η σχετική αβεβαιότητα της συχνότητας. Στη πιο πάνω περίπτωση η αβεβαιότητα θα ήταν ± 0.5 μικρή υποδιαίρεση αν βρίσκαμε το μέγιστο από την οθόνη του παλμογράφου ή ± 3% αν χρησιμοποιούσαμε το Measure του παλμογράφου. Δεν υπάρχει αβεβαιότητα λόγω της ακρίβειας των μετρήσεων. Αν θέσατε τον παλμογράφο στα 500 mv/div και το πλάτος (pp) του Lissajous ήταν 3 V, τότε dv= 100 mv dv= 100mV/3V*100 = 3.33 % df = 6.815 khz *3.33/100 = 0.227 khz = 0.2 khz f 0 = 6.8 ± 0.2 khz 5. Για να μετρήσουμε γωνία φάσης a. Βρίσκουμε το πλάτος της από το σχήμα Lissajous b. Βρίσκουμε το πρόσημο της από τη σχέση Vin και Vout στο χρόνο Βρίσκουμε θ = -38.7 deg 10

Άσκηση για επιπρόσθετες μονάδες 5/100 ο F Ο Καραγκιόζης αγόρασε για την Αγλαΐα ένα ηλεκτρονικό θερμόμετρο. Έκανε όμως ένα τραγικό λάθος! Αγόρασε θερμόμετρο που δείχνει τη θερμοκρασία σε βαθμούς Φαρενάιτ. Σε μια προσπάθεια να μην φάει ξύλο αποφασίζει να επέμβει στο κύκλωμα του. Ανακαλύπτει ότι η μέτρηση της θερμοκρασία μετατρέπεται σε τάση. Θέλει λοιπόν να σχεδιάσει ένα κύκλωμα που να μετατρέπει την τάση Φαρενάιτ σε τάση Κελσίου με βάση τον πιο κάτω τύπο: V_C=(V_F-32)*5/9 Με τη βοήθεια του PSPICE σχεδιάστε αυτό το κύκλωμα και δείξτε, με γραφική παράσταση, ότι λειτουργεί για θερμοκρασίες 0-110 ο F. 11

5 4 3 2 1 R_r D V_Fahrenheit 0Vdc 4k R_Celcius 5k V_C=(V_F-32)*5/9 D 32Vdc V_Offset 0 C C B B A A Title Extra Credit Size Document Number Rev A 1 1 5 4 3 Date: Friday, December 17, 2010 Sheet 1 of 1 2 1

** Profile: "SCHEMATIC1-dcsweep" [ Z:\Data Backup\Courses\ECE 203 (Circuits Lab)\! Fall 2010\Extra PSPICE\final... Date/Time run: 12/19/10 21:50:04 Temperature: 27.0 (A) final-extra-schematic1-dcsweep.dat (active) 60V 40V 20V 0V -20V 0V 20V 40V 60V 80V 100V 120V V(R_Celcius:2)- V(R_Celcius:1) V_V_Fahrenheit Date: December 19, 2010 Page 1 Time: 21:51:03