מערכות אלקטרוניות א' יחידת לימוד אחת )כיתה י"ב(

מדינת ישראל סוג הבחינה: בגרות לבתי ספר על יסודיים משרד החינוך מועד הבחינה: קיץ תש"ע, 010 סמל השאלון: 841101 א. משך הבחינה: שעתיים. מערכות אלקטרוניות א' יחידת לימוד אחת )כיתה י"ב( הוראות לנבחן נספח: נוסחאון במערכות אלקטרוניות ב. מבנה השאלון ומפתח ההערכה: בשאלון שני פרקים, ובהם שבע שאלות. יש לענות על ארבע שאלות בלבד, שאלה אחת לפחות מכל פרק. לכל שאלה 5 נקודות. סך הכול 100 נקודות. ג. חומר עזר מותר לשימוש: מחשבון. ד. הוראות מיוחדות: 1. ענה על מספר השאלות הנדרש בשאלון. המעריך יקרא ויעריך את מספר השאלות הנדרש בלבד, לפי סדר כתיבתן במחברתך, ולא יתייחס לתשובות נוספות.. התחל כל תשובה לשאלה חדשה בעמוד חדש. 3. רשום את כל תשובותיך אך ורק בעט. 4. הקפד לנסח את תשובותיך כהלכה ולסרטט את תרשימיך בבהירות. 5. כתוב את תשובותיך בכתב יד ברור, כדי לאפשר הערכה נאותה שלהן. 6. אם לדעתך חסרים נתונים הדרושים לפתרון שאלה, אתה רשאי להוסיף אותם, בתנאי שתנמק מדוע הוספת אותם. בכתיבת פתרונות חישוביים, קבלת מ רב הנקודות מותנית בהשלמת כל המהלכים 7. שלהלן, בסדר שבו הם רשומים: רישום הנוסחה המתאימה. * הצבה של כל הערכים ביחידות המתאימות. * חישוב )אפשר באמצעות מחשבון(. * רישום התוצאה המתקבלת בציון יחידות המידה המתאימות. * ליווי הפתרון החישובי בהסבר קצר. * בשאלון זה 4 עמודים ו 5 עמודי נוסחאון. ההנחיות בשאלון זה מנוסחות בלשון זכר, אך מכוונות לנבחנות ולנבחנים כאחד. בהצלחה!

מערכות אלקטרוניות א', קיץ תש"ע, סמל 841101 - - השאלות בשאלון זה שני פרקים ובהם שבע שאלות. יש לענות על ארבע שאלות בלבד, שאלה אחת לפחות מכל פרק. פרק ראשון: תקשורת תקבילית ענה על שאלה אחת לפחות מבין השאלות 1 4 )לכל שאלה 5 נקודות(. שאלה 1 א. נתון אות מאופנן, AM שמשוואתו היא: X AM (t) = 1 [1 + 0.3 cos (p 3000 t)] cos (p 10 6 t) מצא מתוך המשוואה הנתונה את הגדלים הבאים: תדר גל המידע 1. תדר הגל הנושא. מקדם האפנון 3. עוצמת הגל הנושא 4. עוצמת גל המידע 5. ציין את העוצמה ואת התדר של כל אחת מן ההרמוניות המרכיבות את הגל המאופנן. ב. סרטט את הספקטרום של הגל המאופנן. ג. שאלה סרטט תרשים מלבנים של מקלט AM מסוג סופר הטרודיין, הכולל יחידת. AGC 1. א. הסבר את תפקידה של כל אחת מן היחידות במקלט.. הסבר מהו תדר בבואה )תדר ראי( במקלט מסוג סופר הטרודיין. 1. ב. הסבר כיצד ניתן להתגבר על בעיית תדר הבבואה במקלט.. המשך בעמוד 3

מערכות אלקטרוניות א', קיץ תש"ע, סמל 841101-3 - שאלה 3 א. 1. סרטט תרשים מלבנים של משדר. FM. הסבר את תפקידה של כל אחת מן היחידות במשדר. ב. אות שמע, שתחום התדרים שלו הוא בין 00 Hz ל khz, 5 מאפנן אות נושא במשדר. FM חשב את רוחב הפס המרבי של האות המשודר, אם סטיית התדר המרבית שלו היא. 10 khz שאלה 4 א. 1. סרטט תרשים מלבנים של מקלט FM מסוג סופר הטרודיין.. הסבר את תפקידה של כל יחידה במקלט. ב. תדר המתנד המקומי במקלט FM הוא, 110.7 MHz ותדר הביניים של המקלט הוא. 10.7 MHz חשב את התדר הנקלט על ידי המקלט. פרק שני: תקשורת ספרתית ענה על שאלה אחת לפחות מבין השאלות 5 7 )לכל שאלה 5 נקודות(. שאלה 5 נדרש לשדר את אות המידע הספרתי:. 1 0 1 1 1 1 1 1 1 0 1 א. סרטט את אות המידע הספרתי כפונקציה של הזמן, כשהוא מקודד בקידוד. NRZ מהי הבעיה שתיגרם עקב הרצף של שבעת ה ' 1 ' באות המידע הספרתי הזה, 1. ב. אם המקלט המקבל את אות המידע עובד בשיטה האסינכרונית?. איך נפתרת הבעיה הזו בקידוד? RZ ג. סרטט את אות המידע הספרתי הזה, כשהוא מקודד בקידוד. RZ שאלה 6 א. מהו אפנון דופק מקודד (PCM), ומהו יתרונו על פני אפנון תנופת הדופק (PAM)? ב. מהי מטרת הריבוב של אותות ספרתיים? ג. הסבר מהו ריבוב בתדר )FDM( ומהו ריבוב בזמן )TDM(. המשך בעמוד 4

מערכות אלקטרוניות א', קיץ תש"ע, סמל 841101-4 - שאלה 7 א. באיור א' לשאלה 7 מתוארים, זה מתחת לזה בהתאמה, אות מידע אנלוגי ואות דגימה. אות מידע אנלוגי t אות דגימה t איור א' לשאלה 7 העתק למחברתך את האותות הללו, וסרטט מתחתיהם, בהתאמה, את האות המתקבל באפנון, PAM כפונקציה של הזמן. ב. באיור ב' לשאלה נתון תרשים מלבני עקרוני, המתאר הפיכת אות אנלוגי לאות ספרתי. אות מידע ספרתי מעגל דגימה ושמירה אות מידע אנלוגי X Y איור ב' לשאלה 7 רשום את שמה והסבר את תפקידה של כל אחת מן היחידות X ו Y. בהצלחה! זכות היוצרים שמורה למדינת ישראל. אין להעתיק או לפרסם אלא ברשות משרד החינוך.

בגרות לבתי ספר על יסודיים סוג הבחינה: מדינת ישראל קיץ תש"ע, 010 מועד הבחינה: משרד החינוך נספח לשאלונים: 841101 84101, אין להעביר את הנוסחאון לנבחן אחר נוסחאון במערכות אלקטרוניות )5 עמודים( 1. תקשורת תקבילית אפנון תנופה :)AM( ]V[ X AM (t) הערך הרגעי של המתח בגל המאופנן AM ( ) XAM( t) = Ac 1 + ma cosωmt cosωct ]V[ A c תנופת הגל הנושא ]V[ A m תנופת הגל המאפנן AM מקדם אפנון m a A ma = m Ac ]Hz[ f m תדר הגל המאפנן w תדר זוויתי של הגל המאפנן rad m sec ]Hz[ f c תדר הגל הנושא w תדר זוויתי של הגל הנושא rad c sec ωm = π f m ωc = π f c ]V[ V USB (max) תנופת פס הצד העליון A VUSB (max) = m ]V[ V LSB (max) תנופת פס הצד התחתון A VLSB (max) = m המשך בעמוד

נוסחאון במערכות אלקטרוניות, נספח לשאלונים 841101, 84101, קיץ תש"ע - - ]Hz[ f USB תדר פס הצד העליון fusb = fc + fm ]Hz[ f LSB תדר פס הצד התחתון flsb = fc fm AM רוחב הפס של גל מאופנן BW ]Hz[ BW = f m AM הספק של גל מאופנן P AM ]W[ הספק הגל הנושא P c ]W[ התנגדות העומס R ]Ω[ הספק פס הצד העליון ]W[ P USB הספק פס הצד התחתון ]W[ P LSB PAM = Pc + PUSB + PLSB Ac Pc = R P P P m USB = a LSB = c 4 m PAM = P a c 1+ AM נצילות שידור באפנון η 1 η = 1+ m a המשך בעמוד 3

נוסחאון במערכות אלקטרוניות, נספח לשאלונים 841101, 84101, קיץ תש"ע - 3 - אפנון תדר :)FM( ]V[ X FM (t) הערך הרגעי של המתח בגל המאופנן FM ( ) XFM( t) = Ac sin ωct + mf cosωmt w תדר זוויתי של הגל הנושא rad c sec w תדר זוויתי של הגל המאפנן rad m sec ]V[ A c תנופת הגל הנושא FM מקדם אפנון m f = b ]Hz[ Δf c (max) סטיית התדר המרבית ]Hz[ f m תדר הגל המאפנן f β = mf = c(max) fm FM רוחב הפס של גל מאופנן BW ]Hz[ ( ) BW fm mf + 1 FM הספק של גל מאופנן P FM ]W[ ]Ω[ R התנגדות העומס A PFM = P c c = R המשך בעמוד 4

נוסחאון במערכות אלקטרוניות, נספח לשאלונים 841101, 84101, קיץ תש"ע - 4 - אפנון פזה :(PM) ( ) XPM( t) = Ac cos ωct + Kp Am cosωmt הערך הרגעי של המתח X PM (t) ]V[ בגל המאופנן PM rad K קבוע אפנון מופע p V ]rad[ γ סטייה מרבית של המופע γ = Kp Am מקלטים: ]Hz[ f o תדר התהודה Q גורם הטיב BW = f o Q ]Hz[ BW רוחב הפס תדר הביניים במקלט מסוג f IF ]Hz[ סופר הטרודיין ]Hz[ f LO תדר המתנד המקומי ]Hz[ f RF תדר התחנה הנקלטת ]Hz[ f IM תדר ראי במקלט סופר הטרודיין fif = flo frf fim = frf + fif flo = frf fif fim = frf + fif עבור : f LO > f RF עבור : f LO < f RF המשך בעמוד 5

נוסחאון במערכות אלקטרוניות, נספח לשאלונים 841101, 84101, קיץ תש"ע - 5 - רעש: ]V[ V n מתח רעש אפקטיבי )מתח רעש תרמי( Vn = 4 K T R BW קבוע בולצמן J K = 1. 38 10 K טמפרטורה T ] K[ התנגדות העומס R ]Ω[ רוחב הפס ]Hz[ BW ]W[ P N הספק הרעש )הספק תרמי( PN = K T BW ]db[ SNR יחס אות לרעש ]W[ P S הספק האות SNR = 10 log P S P N ]W[ P N הספק הרעש. תקשורת ספרתית ]Hz[ f s תדר דגימה fs fm (max) ]Hz[ f m (max) תדר ההרמוניה הגבוהה ביותר של האות הנדגם בהצלחה!