Versenyző kódja: 31 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA. Országos Szakmai Tanulmányi Verseny.

Átírás

1 MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA Országos Szakmai Tanulmányi Verseny Elődöntő ÍRÁSBELI FELADAT Szakképesítés: SZVK rendelet száma: 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet : Számolási/áramköri/tervezési feladatok megoldása elektrotechnikai/elektronikai, digitális technika, irányítástechnika tananyagból Elérhető pontszám: 100 pont Az írásbeli verseny időtartama: 180 perc Javító Elért pontszám Aláírás

2 Kedves Versenyző! Javasoljuk, hogy először olvassa végig a feladatokat, a megoldást az Ön számára egyszerűbb kérdések megválaszolásával kezdje. A sikeres verseny érdekében kérjük, hogy figyeljen az alábbiakra: Az egyes oldalakon a feladatok leírása után hagyott szabad helyen dolgozhat, itt kell a végleges megoldását megadnia. Különálló lapot nem használhat! Szükség esetén fogalmazványt piszkozatot készíthet, amelyet a feladat beadása előtt átlósan húzzon át. Ez nem képezi a dolgozat értékelendő részét. Némelyik feladattípus elvárja, hogy megindokolja választását. Kérjük, hogy itt szorítkozzon a lényegre, s mindig a kipontozott vonalra próbálja meg összefoglalni a legfontosabb szempontokat! Teszt jellegű feladatoknál nem javíthat! Javasoljuk, hogy a megoldását először ceruzával jelölje be, majd miután többször átgondolta, írja át tintával. A feladatok megoldásánál ügyeljen a következők betartására: 1. A feladatok megoldásához az íróeszközön és rajzeszközökön (vonalzók, körző, szögmérő) kívül csak számológépet használhat! 2. Ceruzával írt versenydolgozat nem fogadható el, kivéve a szükséges vázlatokat, rajzokat! 3. Meg nem engedett segédeszköz használata a versenyből való kizárást vonja maga után! Ügyeljen arra, hogy áttekinthetően és szép külalakkal dolgozzon! Sikeres megoldást és jó munkát kívánunk! 2/24

3 1. Feladat Tervezzen invertáló hiszterézises komparátort, melynek kimenete TTL kompatibilis! A TTL szintek U H = 4,7V és U L = 0,6Va referenciafeszültség U R = 2Vlegyen! A visszacsatolásban alkalmazott ellenállások R 1 = 10kΩ és R 2 = 100kΩ legyen! A tervezéshez a mellékelt katalógusokból válasszon diódát és műveleti erősítőt! A szükséges további ellenállások tetszőleges értékűek lehetnek. Az alkalmazott tápfeszültség: U T = ±15V A rendelkezésre álló diódák katalógusadatai: 3/24

4 A rendelkezésre álló műveleti erősítők katalógusadatai: 4/24

5 a) Rajzolja fel a választott kapcsolást!.pont / 2 pont b) Határozza meg az Ön által választott alkatrészek típusát, illetve számítsa ki az értéküket!.pont / 4 pont Oldalpontszám: pont / 6 pont 5/24

6 c) Határozza meg a billenési szintek feszültségértékeit! (U A és U F ).pont / 4 pont d) Adja meg a bemenetre adható maximális zajfeszültség értékét V PP formában, amely még megfelelő zavarvédettséget biztosít! e) Rajzolja fel a transzfer karakterisztikát!.pont / 1 pont.pont / 2 pont Oldalpontszám: pont / 7 pont 6/24

7 f) A bemenetre U = 5V effektív értékű 2kHz frekvenciájú szinuszos jelet kapcsolva határozza meg a kimeneti jel k kitöltési tényezőjét!.pont / 9 pont Oldalpontszám: pont / 9 pont 7/24

8 g) Ábrázolja az U be = f(t) és az U ki = f(t) időfüggvényeket! h) Szükséges-e ofszet kompenzációt alkalmazni?.pont / 2 pont..pont / 1 pont Oldalpontszám: pont / 3 pont 8/24

9 2. Feladat Hangolt erősítő A következő kapcsolást f 0 = 500kHz-es jelek előállítására akarjuk használni B = 10kHz-s sávszélességgel. Rendelkezésünkre állnak a következő alkatrészek: L = 200μH; n 1 = 10 n 2 áttételű transzformátor A tranzisztor paraméterei: B = 250; h 11e = 4kΩ; h 21e = 300; h 22e = 25μS További adatok: U BE0 = 0,6V; U CE0 = 12V; I C0 = 2mA; R t = 1kΩ A rezgőköri tekercs egyenáramú ellenállása a munkapont beállítás szempontjából elhanyagolható, jósági tényezője Q 0 = 100 A bázisosztó áramát a bázisáram 10-szeresére válassza! a) Határozza meg a munkapont beállító ellenállások értékeit!.pont / 5 pont Oldalpontszám:..pont / 5 pont 9/24

10 b) Határozza meg a szükséges C kondenzátor kapacitását! c) Határozza meg a feszültségerősítés értékét rezonancia frekvencián!.pont / 3 pont.pont / 5 pont d) Ellenőrizze számítással, hogy az adott terhelés esetén megvalósul-e az előírt sávszélesség!.pont / 2 pont Oldalpontszám: pont / 10 pont 10/24

11 e) Amennyiben nem valósul meg, mit lehet tenni?.pont / 1 pont f) Számítsa ki, hogy hány százalékkal változik meg a rezonancia frekvencia, ha C értékét a 10%-os szabványos sorból választjuk ki?.pont / 3 pont g) Rajzolja fel a feszültségerősítés- frekvencia A u0 = f(f) karakterisztikát a 3dB-es pontok feltüntetésével méretarányosan!.pont / 2 pont Oldalpontszám: pont / 6 pont 11/24

12 h) Méretezze a C 1 csatolókondenzátor értékét úgy, hogy az általa okozott erősítéscsökkenés 100Hz-en 0,5dB-nél kisebb legyen R g = 600Ω generátor ellenállás esetén!..pont / 9 pont Oldalpontszám: pont / 9 pont 12/24

13 3. Feladat Rövid kérdések elektrotechnika, elektronika és automatika témakörökből a) R = 600Ω-s ellenálláson maximálisan I = 15mA erősségű áram folyik egy áramkörben. Megfelelő-e 125mW terhelhetőségű (teljesitmémyű) ellenállást alkalmazni? Válaszát indokolja!.pont / 0,5 pont b) Két C 1 = C 2 = 500pF-os kondenzátort párhuzamosan kapcsolunk, majd velük sorosan kötünk egy C 3 = 3nF-os kondenzátort. Rajzolja fel a kapcsolást, kapcsoljon rá U = 600mV értékű egyenfeszültséget és határozza meg az eredő Q töltés mennyiségét!.pont / 1,5 pont Oldalpontszám:..pont / 2 pont 13/24

14 c) Ellenállás hálózat eredő ellenállásának meghatározása. Írja fel az ábrán látható ellenállás hálózat eredő ellenállásának meghatározására alkalmas összefüggést és számítsa ki az R e eredő ellenállás értékét! d) Egy soros rezgőkör alkatrészei: C = 20nF; L = 500μH; r = 200Ω Határozza meg az f 0 rezonancia frekvenciát és a Z 0 impedanciát!.pont / 1 pont.pont / 1,5 pont Oldalpontszám:..pont / 2,5 pont 14/24

15 e) Egy bipoláris tranzisztor paraméterei I B0 = 10μA-s munkapontban: B = 250; h 21 = 300; r BB = 100Ω Az U T termikus feszültség értéke 26mV. Határozza meg az I C0 nyugalmi kollektoráram és a h 11 paraméter értékeit! f) Egy bipoláris tranzisztor U BE0 nyitófeszültsége T = 20 -on 650mV. U BE.pont / 1,5 pont A nyitófeszültség hőmérsékletfüggése = 2 mv T A hőmérsékletet ±10%-al megváltoztatva megmértük a bázisáram értékeit: 8μA és 16μA lettek. Határozza meg a h 11 paraméter értékét!.pont / 1 pont Oldalpontszám:..pont / 2,5 pont 15/24

16 g) Egyszerű egyfokozatú tranzisztoros erősítőt akarunk készíteni az alábbi paraméterekkel: A u 40dB, R be 500kΩ és R ki 2kΩ Válasszon kapcsolást! Választását indokolja!.pont / 1 pont h) Wien-hidas R-C oszcillátort akarunk készíteni f 0 = 50kHz-es jelek előállítására műveleti erősítővel. A szelektív hálózat megvalósításához rendelkezésünkre állnak R = 10kΩ-os ellenállások. Mekkora kapacitású kondenzátorokat válasszunk?.pont / 1 pont i) Visszacsatolt műveleti erősítős kapcsolást akarunk építeni A u = 60dB-es erősítés biztosítására. A rendelkezésre álló műveleti erősítő frekvencia menetének adatai: A u0 = 100dB a töréspontok f 0 = 100Hz, f 1 = 1MHz és f 2 = 10MHz Stabil lesz-e az erősítő?.pont / 1 pont Oldalpontszám:..pont / 3 pont 16/24

17 j) Mi a különbség és a hasonlóság a szabályozásoknál használatos átviteli tényező és az átmeneti függvény között?.pont / 1 pont k) Rajzoljon 2 ellenállás felhasználásával 1: 4 arányú feszültségosztót! Az ellenállásokat R1 és R2-vel, az ellenállásokra adott feszültségeket a földhöz viszonyítva U 1 és U 2 -vel, a leosztott feszültséget U-val jelölje! A működési vázlat alapján rajzolja meg a szabályozás hatásvázlatát!.pont / 1,5 pont Oldalpontszám:..pont / 2,5 pont 17/24

18 l) Rajzoljon alul áteresztő szűrőt R = 680Ω és C = 10nF felhasználásával! Számítsa ki az f 0 törésponti frekvenciát és szerkessze meg az amplitúdó karakterisztikát a 3dB-es és a 20dB-es pontok feltüntetésével!.pont / 1,5 pont m) Egy nemlineáris jelátviteli tag be- és kimeneti jele között a következő összefüggés áll fenn: Y = 2,5x 2 + 1,8x 2,325 (A bementi jelet x-el, a kimenetit Y-al jelöltük.) Határozza meg az átviteli tényező értékét (H) az x = 1,5 értékkel megadott munkapontban!..pont / 1 pont Oldalpontszám:...pont / 2,5 pont 18/24

19 4. Feladat Kombinációs hálózat tervezése. a) Írja fel a prímszámokat 0-9-ig decimálisan! b) Adja meg bináris alakjukat!.pont / 1 pont c) Határozza meg hány bemenettel oldható meg a feladat?.pont / 1 pont.pont / 1 pont Oldalpontszám: pont / 3 pont 19/24

20 d) Rajzolja fel az igazságtáblázatot és a V-K táblát, írja fel a függvény minimalizált alakját!.pont / 5 pont Oldalpontszám:..pont / 5 pont 20/24

21 e) Tervezzen kombinációs hálózatot 1 db SN74LS00 felhasználásával, amely a bemenetekre érkező bináris alakú prímszámokat a kimeneten 1 -el jelzi! A rendelkezésre álló SN74LS00 adatlapja:..pont / 2 pont Oldalpontszám: pont / 2 pont 21/24

22 5. Feladat Tervezzen háromfázisú órajelet előállító szinkron szekvenciális áramkört! A kimeneten ciklikusan létrejövő jelalakok az alábbi ábra szerintiek: a) Vegye fel a szinkron hálózat működési- és a tárolók igazságtáblázatát! b) Rajzolja fel a bináris és decimális állapotdiagramokat!.pont / 8 pont.pont / 2 pont Oldalpontszám:..pont / 10 pont 22/24

23 c) Ábrázolja tárolók vezérlési függvényeit V-K táblán!.pont / 6 pont d) Írja fel a tárolók vezérlési függvényeinek minimalizált diszjunktív alakjait!.pont / 2 pont Oldalpontszám:..pont / 8 pont 23/24

24 e) J-K tárolók és tetszőleges kapuáramkörök segítségével rajzolja fel az áramkör kapcsolási rajzát! Az elérhető részpontszám: 100 pont Az elért részpontszám: pont..pont / 2 pont Oldalpontszám:..pont / 2 pont 24/24