Villamosmérnöki BSc Záróvizsga tételsor Módosítva január 6. DIGITÁLIS ÁRAMKÖRÖK ÉS ALKATRÉSZEK

Átírás

1 DIGITÁLIS ÁRAMKÖRÖK ÉS ALKATRÉSZEK 1. A Boole algebra axiómái és tételei. Logikai függvények megadása. A logikai függvények fajtái. Egyszerősítés módszerei. 2. A logikai függvények kanonikus alakjai. Grafikus minimalizálás egy- és több-kimenető TSH/NTSH hálózatok esetén. 3. A Quine-McCluskey számjegyes minimalizálás egy- és több-kimenető függvények esetén. 4. Kombinációs hálózatok tranziens viselkedése; statikus, dinamikus és funkcionális hazárd; hazárdmentesítésük. 5. Szimmetrikus logikai függvények: mőveletek. Függvény megvalósíthatósága szimmetrikus függvényekkel. Bináris súly módszere. 6. A logikai függvények egyszerő-, és összetett diszjunkt dekompozíciója (fajtái). 7. Kombinációs hálózatok, mint bıvíthetı funkcionális egységek MSI megvalósításban. Kódolók, dekódolók, multiplexerek, demultiplexer-ek, komparátorok. Egyszerő aritmetikai áramkörök (összeadó, kivonó áramkörök) 8. Kombinációs hálózatok megvalósítása LSI áramkörökkel, (PAL, PLA, PROM, FPGA). Kombinációs hálózatok megvalósítása memóriával. 9. Sorrendi hálózatok, definíciók. Elemi aszinkron-, és szinkron tároló áramkörök (flipflopok): R-S, J-K, T és D-C, D-G típusú tárolók mőködésének ismertetése. Tárolók megvalósíthatósága egymás felhasználásával. 10. Mealy és Moore modellek. Szinkron sorrendi hálózatok vizsgálata és tervezése; állapotgráf, állapottáblázat, egyszerősítés, állapotkódolás, megvalósítás (egyszerő példán). 11. Aszinkron sorrendi hálózatok vizsgálata. Kritikus versenyhelyzet, hazárdok (egyszerő példán). 1/10

2 ANALÓG ÁRAMKÖRÖK Villamosmérnöki BSc 12. A P-N átmenet egyenirányító hatása. Az egyenirányító dióda, Zener dióda, Fotodióda, Alagút dióda, LED. 13. A bipoláris tranzisztor felépítése, egyenáramú tulajdonságai. Tranzisztoros erısítıkapcsolás munkapont beállítása. 14. FET-ek, J-FET, MOSFET, karakterisztikák, munkapont beállítások. 15. Földelt emitteres erısítı alapkapcsolás, lineáris helyettesítı áramkör, üzemi paraméterek. 16. Differenciál erısítı. Felépítés, jellemzık, szimmetrikus és aszimmetrikus terhelés. 17. A mőveleti erısítı felépítése, egyes fokozatokkal szemben támasztott követelmények. Az ideális és valóságos erısítı. Erısítıkarakterisztikák, jellemzı paraméterek. 18. Alapkapcsolások mőveleti erısítıkkel (lineáris üzem). 19. A mőveleti erısítı kapcsoló üzeme (komparátorok, multivibrátorok). 20. Feszültségvezérelt áramgenerátor, U/f konverter. 21. Az 555-ös idızítı áramkör felépítése, alapkapcsolások. 22. Az analóg üzemő hálózatról üzemelı, egyenfeszültség kimenető tápegységek felépítése, zener diódás stabilizátor. 23. Az áteresztıtranszisztoros feszültség-stabilizátorok. Tápegységek túláram és túlfeszültség elleni védelme. 24. A feszültségcsökkentı kapcsolóüzemő alapkapcsolás, mőködés, jelalakok. 25. Feszültségnövelı kapcsolóüzemő alapkapcsolás, mőködés, jelalakok. 26. Az öngerjesztéses tranzisztoros inverter mint átalakító. 27. Optoelektronikus csatolók, szigetelt erısítık. 28. Hosszúidejő integrátorok, meredekség korlátozó áramkörök. 2/10

3 IRÁNYÍTÁSELMÉLET ÉS TECHNIKA (új) 1. Az irányítástechnika alapfogalmai, irányítási folyamat elemei, leírási módjai. Jelek osztályozása. Vezérlés és szabályozás. A szabályozási kör felépítése. A szabályozással szemben támasztott követelmények. 2. Irányítástechnikai modellek: bemenet/kimenet modellek és tulajdonságaik. Vizsgáló jelek és tulajdonságaik. Nevezetes válaszfüggvények. Az átviteli függvény. Rendszervizsgálat idı- és operátortartományban. 3. Tipikus dinamikus tagok (Nullad-, elsı- és másodrendő tag, tiszta integráló és egytárolós integráló tag, tiszta deriváló és megvalósítható deriváló tag) és jellemzésük. Paraméterek hatásának bemutatása az átmeneti, illetve a súlyfüggvény segítségével. Magasabb rendő tagok általános jellemzése, pólusok hatása a tranziensre. Átmeneti függvény jellemzése különbözı leíró paraméterekkel. 4. Rendszervizsgálat frekvenciatartományban. Frekvenciafüggvény. Nyquist- és Bodediagram sajátosságai. Tipikus dinamikus tagok frekvenciafüggvényei. 5. Folytonos idejő rendszerek stabilitása. Stabilitásdefiníciók. Stabilitásvizsgálat elméleti alapjai. Pólusok szerepe. 6. Stabilitásvizsgálati módszerek: Routh-Hurwitz kritérium, Nyquist-, Bode-kritérium, gyökhelygörbe módszer és kiterjesztése. 7. Folytonos idejő rendszerek szabályozása. Állandósult állapotbeli hiba meghatározása különbözı vizsgáló jelek esetén. Szabályozók típusszáma. Arányos, integráló és deriváló tag szerepe a szabályozóban. 8. P-, PI-, PD- és PID-szabályozók jellemzése. PID-szabályozó megvalósíthatása elektronikai elemekkel. PID-szabályozó beállításai módszerei. 9. Minıségjavító szabályozások: zavarkompenzáció, arányszabályozás, kaszkádszabályozás, kaszkád-arányszabályozás. 10. Diszkrétidejő rendszerek. Mintavételezés típusai, fizikai és matematikai mintavételezés fogalma. z- és inverz z-transzformáció fogalma és tulajdonságai, elvégzésének lehetıségei. 11. Diszkretizálási módszerek, bemenet-kimenet modellek differenciaegyenlet formában. Elırefelé és visszafelé vett differenciaegyenlet és értelmezése. Erısítés meghatározása. 12. Impulzus átviteli függvény fogalma és tulajdonságai. Eredı impulzus átviteli függvény meghatározása sorba, párhuzamosan kapcsolt tagok és a visszacsatolt rendszerek esetén. 13. Tartószerv fogalma, mőködésének értelmezése. Nullad- és elsı rendő tartószerv. Tartószervvel ellátott és tartószerv nélküli szabályozási kör mőködésének összehasonlítása, mintavételezési idı csökkentésének hatása a szabályozási kör viselkedésére. 14. Diszkrét idejő rendszerek stabilitása. BIBO stabilitás és aszimptotikus stabilitás fogalma és tételei. Stabilitásvizsgálati módszerek. Folytonos és diszkrét idejő rendszerek stabilitásának összevetése. Közelítı diszkretizálási módszerek hatása a stabilitásra. Pólusok helyének hatása a tranziens viselkedésre. 3/10

4 15. Diszkrét idejő rendszerek szabályozása. Folytonos idejő PID-algoritmus diszkretizálása, pozíció- és sebességalgoritmus. Szabályozó beállítási módszerek. Dahlin és deadbeat algoritmusok. 16. Folytonos idejő lineáris idıinvariáns rendszerek állapottér modellje. Kapcsolat a klasszikus leírási módokkal. Állapot transzformációk, kanonikus alakok. 17. Folytonos idejő, lineáris idıinvariáns állapottér modellek analízise: stabilitás, irányíthatóság, megfigyelhetıség. 18. Folytonos idejő lineáris idıinvariáns rendszerek irányítása pólusáthelyezéssel. LQ szabályozás. Hangolási paraméterek. 19. Megfigyelı tervezés folytonos idejő lineáris idıinvariáns rendszerek esetén. Kapcsolat a szabályozótervezéssel. 20. Lágy számítási módszerek az irányításelméletben. Fuzzy szabályozás alapjai. 4/10

5 VÁLASZTOTT TÁRGYAK TELJESÍTMÉNYELEKTRONIKA 1. Teljesítmény felvezetı eszközök (dióda, tranzisztor, tirisztor, FET, IGBT). 2. Egyfázisú váltakozó áramú szaggató, vezérlési jelleggörbék 3. Háromfázisú váltakozó áramú szaggató nullvezetıvel (nullvezetı áramának gyújtásszögtıl való függése különbözı terheléseknél). 4. Háromfázisú váltakozó áramú szaggató nullvezetı nélkül (vezérlési jelleggörbék különbözı terheléseknél). 5. 1F 1U 2Ü egyenirányító R, R+L, R+L terheléssel, vezérlési jelleggörbék. 6. Kommutáció az 1F 1U 2Ü egyenirányítóban. 7. 1F 1U 2Ü egyenirányító belsıfeszültségő terheléssel. 8. 1F 1U 2Ü egyenirányító külsı jelleggörbéi. Akkumulátortöltı. Négynegyedes egyenáramú hajtás felépítése és mőködése. 9. Féligvezérelt 1F egyenirányítók F 1U 3Ü egyenirányító R, R+L, R+L terheléssel, vezérlési jelleggörbék F 2U 6Ü egyenirányító R, R+L, R+L terheléssel, vezérlési jelleggörbék. 12. Inverterek. Egyfázisú hídkapcsolás. Kimeneti feszültség harmonikusai. 13. Frekvenciaváltók (felépítés, mőködés, vezérlési módok). 14. Tirisztorvezérlı áramkörök (tirisztorok vezérlési jelleggörbéi, gyújtóimpulzusok elıállítása, teljesítményfokozat). 5/10

6 VILLAMOS GÉPEK 15. A villamos energiaátvitel alapfogalmai: vezetékhálózat osztályozása, vezetékhálózat méretezési szempontjai, méretezés feszültségesésre, méretezés teljesítményveszteségre, az α és az ε közti kapcsolat, hatásfok. 16. Transzformátorok egyfázisú transzformátor mőködési elve, feszültségáram és teljesítményviszonyok, helyettesítı kapcsolási rajz, fazorábrák, drop, veszteségek és hatásfok, kialakítás 17. Transzformátor háromfázisú transzformátor, háromfázisú transzformátor számítása, kapcsolási szám, párhuzamos üzem, különleges transzformátorok 18. Érintésvédelem az érintésvédelem célja, a villamos áram élettani hatása, földelési ellenállás, biztosítók és kismegszakítók, mágneskapcsolók, érintésvédelmi módszerek 19. Aszinkron gép, felépítés, mőködési elv, tekercselés kialakítása, forgó mágneses mezı, helyettesítı kapcsolási rajz, teljesítménymérleg 20. Aszinkron gép, kördiagram, indítás és fordulatszám változtatás, fékezés és reverzálás, egyfázisú aszinkron motor 21. Egyenáramú gépek, felépítés, mőködési elv, tekercselés kialakítása, indukált feszültség és nyomaték, kommutáció, armatúra reakció, a gerjesztıtekercs kapcsolása, veszteségek 22. Egyenáramú gépek (egyenáramú generátorok,jelleggörbék szerkesztése, teljesítménymérleg 23. Egyenáramú gépek (egyenáramú motorok, jelleggörbék szerkesztése, teljesítménymérleg, indítás és fordulatszám változtatás, fékezés és reverzálás ROBOTTECHNIKA 24. Mobil robotok mozgása, jellemzımegoldások. Kerekeken guruló és lépkedırobotok összehasonlítása. 25. Kerekeken guruló mobil robotok kinematikai modellezése. Különbözı keréktípusokra jellemzıkinematikai korlátozások. Manıverezhetıség. 26. Mobil robotikában használt szenzorok. Csoportosításuk, alapvetı megoldások. 27. Mobil robotikában használt szenzorok. Hullámterjedésen alapuló megoldások. 28. Mobil robotikában használt vizuális szenzorok. CCD, CMOS technológia. Mélységi információ kinyerésére irányuló technikák. 29. Bizonytalanság reprezentálása szenzorokban. Jellegkiemelés. Legkisebb négyzetek módszerén alapuló jellegkiemelés. Szegmentálás, hisztogram. 30. Pozícióbecslés, folytonos és diszkrét térkép. Lokalizáció, Kalman szőrıalapú lokalizáció. 6/10

7 MÉRÉSELMÉLET ÉS MÉRÉSTECHNIKA 31. Mérés és modellezés. Modell fogalma, jelentısége, típusai. Modellezés alapfogalmai. Mérés és modellezés kapcsolata. Általánosított mérés fogalma. 32. Rendszerek. Rendszerek fogalma, általános jellemzıik, rendszerismérvek. Kalman-féle rendszermodell. 33. Mérési struktúrák. Mérés jel- és rendszerelméleti modellje. Optimális mérési eljárás. Explicit és implicit mérési struktúra. Közvetlen, közvetett összehasonlítás és differencia módszer. 34. Metrológia alapfogalmai. Mértékegységek eredete, SI rendszer kialakulása, jellemzıi. SI rendszer alap- és kiegészítı egységei. Dimenzióegyenlet, koherens mértékegység, illetve mértékegység-rendszer fogalma. 35. Mérési hibák. Hibaforrások. Irányított mérırendszer. Hibafüggvények: abszolút és relatív hiba. Hibatípusok: statikus és dinamikus hibák, illetve véletlenszerő és rendszeres hibák jellemzıi. 36. Adatfeldolgozás. Adatfeldolgozás alapmódszerei. Középértékek típusai. Momentumok és szóródás. Adatok megjelenítése, gyakorisági hisztogramok. Hipotézisvizsgálatok célja. Az u- és a t-próba összehasonlítása. Páros és kétmintás t-próba alapfeladata. 37. Méréstechnika tervezés. Tervezési folyamat, tervtípusok jellemzıi. Mérés- és irányítástechnika tervezés során együttmőködı csoportok. Tervrajzok típusai, azonosító jelek. 38. Mőszerezés. Mőszerek kiválasztásának szempontjai. Klimatikus tényezık, IP szám, robbanásveszélyes környezet. Mérıeszközök legfontosabb jellemzıi. 39. Hımérsékletmérés. Alapelvek, skálák, mérési tartományok, választási szempontok. Nemvillamos és villamos elvő hımérsékletérzékelés legfontosabb módszerei. Nem kontakt mérési lehetıségek. 40. Nyomásmérés. Alapelvek, skálák, mérési tartományok, választási szempontok, konfigurációk. Direkt és indirekt, nemvillamos és villamos elvő nyomásmérés legfontosabb módszerei. 41. Áramlásmérés. Alapelvek, áramlásmérés csoportosítási lehetıségei, választási szempontok. Sebesség-, térfogat- és tömegáram-mérés legfontosabb módszerei. 42. Beavatkozó szervek. Feladatuk, típusaik. Szabályzószelepek feladata, általános felépítése. Csoportosításuk és jellemzésük a mőködtetés jellege és a fojtás megvalósítás alapján. 7/10

8 VEZÉRLÉSTECHNIKA 63. Vezérléstechnikai elemekkel szemben támasztott követelmények: üzembiztonság, élettartam, nehéz üzemi körülmények, védettség 64. Bemeneti szervek: nyomásérzékelık, hımérséklet, elmozdulás, elfordulás, szintérzékelık, nyomógombok, billenı kapcsolók 65. Kimeneti szervek: beavatkozó, végrehajtó szervek: relék, tirisztor, triak, tranzisztor, optocsatolók mőködése, alkalmazásaik 66. Járulékos szervek. Kijelzık: hang-, fényjelzık, numerikus és alfanumerikus kijelzık, LCD kijelzık, LED kijelzık 67. Számrendszerek, kódrendszerek: számkombinációk, komplemens számok, nagyságrend ábrázolás, kódolás alapfogalmai (kód, kódolás, jelkészlet, szimbólumkészlet, reudancia), kódolt információk átvitele, szinkronizáció, hibajavítás (Hamming távolság) ASCII kód 68. Mikroprocesszoros rendszerek általános felépítése, jellemzıik 69. MCS8051-es mikrokontroller család általános ismertetése 70. Soros adatátviteli rendszerek, adatvédelem, protokollok 71. PLC - Programozható Logikai Vezérlık: felépítés, mőködés, hibatőrés, követelmény, program nyelvek 72. PLD - Programozható Logikai Eszközök felépítése, mőködése 8/10

9 DIGITÁLIS RENDSZEREK ÉS SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK 1. Információ reprezentáció: számrendszerek (egész, fix, lebegıpontos) 2. Nem-numerikus információábrázolás, hibakezelés 3. Neumann-Harvard számítógép architektúrák 4. ALU felépítése és mőködése (lebegıpontos összeadás, kivonás, szorzás, osztás) 5. Összeadó, kivonó áramkörök: FA, RCA, LACA, FS 6. Szorzó áramkörök: hagyományos-, fordított sorrendő 7. Osztó áramkörök: hagyományos-, iteratív áramkörök. 8. Digitális építıelemek (regiszterek, DE/MUX, de/kódolók) 9. Utasítás kódolás 10. Címzési módok 11. Vezérlı egységek: huzalozott-, mikrokódos vezérlık 12. Vezérlı egységek programozható alkatrészekkel (PLD) 13. Input / Output egységek: arbitráció, szinkron, aszinkron kommunikáció 14. IO buszok: PCI, írás-olvasás, jelek 15. IO buszok: PCI-Express és SCSI 16. A RISC és CISC számítógép architektúrák 17. Magas-szintő szintézis, és FPGA-k 9/10

10 VILÁGÍTÁSTECHNIKA 1.) Radiometria, fotometria alapfogalmak összefüggések: távolság törvény, lambert sugárzó/ felület; a fotometria és a radiometria kapcsolata; fotopos és szkotopos látás; fotometriai és radiometriai mennyiségek és egységek, kandela definíciója 2.) Színmérés: színek, színinger megfeleltetés, színkeverés és tulajdonságai (Grassmann törvények). színhımérséklet, korrelált színhımérséklet, színvisszaadás 3.) Látás és észlelet: a szem szerkezete, kromatikus aberráció hatása látásunkra, éleslátás, a pupilla szerepe, az optikai jel feldolgozása a retinán, a látásérzet útja a szemtıl az agyig 4.) Optikai sugárzás észlelése: Belsı fényelektromos hatás, záróréteges fényelektromos hatás, külsı fényelektromos hatás, termo elektromos hatás, egyéb termikus hatások 5.) A CIE 1931 színinger diagram és a belıle levezethetı mennyiségek 6.) Mérı mőszerek: színképi illesztés, megvilágításmérı, fénysőrőség-mérı, képi információ felvétele, színkép-bontó eszközök 7.) Fényforrások (+ gyújtók és vezérlési lehetıségek) 8.) Belsıtéri világítás: tervezési szempontok, világítástervezési feltételek (fénysőrőségeloszlás, megvilágítás, egyenletesség, káprázás, irányított világítás, színvisszaadás, színhımérséklet), követelmények és ellenırzésük (pl. szimuláció) 9.) Lámpatestek, armatúrák: lámpák fényeloszlása; fényeloszlás irányítása optikákkal, diffuzorral; milyen egyéb szempontokat kell figyelembe venni a lámpatestek kiválasztásánál; c-γ geometria 10.) Útvilágítás: útkategória besorolások, általános világítási követelmények, speciális közforgalmú területek világítási követelményei, a világítási jellemzık számítása, a világítási jellemzık mérési módszerei az MSZ CEN TR sorozat alapján 10/10