Villamosmérnöki BSc Záróvizsga tételsor Módosítva december 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). 1/7

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. 2/7

3 IRÁNYÍTÁSELMÉLET ÉS TECHNIKA 1. Szabályozási rendszerek stabilitásvizsgálata a karakterisztikus egyenlet alapján. Folytonos és diszkrét (mintavételezett) rendszerek stabilitása 2. Nyquist stabilitási kritérium. Fázistartalék, erısítési tartalék. Stabilitásvizsgálat Boode diagramok alapján. 3. A mintavételezett rendszerek sajátosságai. A Z transzformáció. 4. Rendszeridentifikáció. 5. Rendszervizsgálat az operátortartományban. Laplace transzformáció és tételei. Az átviteli függvény. 6. A DAHLIN algoritmus. Folyamatirányító számítógép bázisú rendszerek hardveres illesztése a technológiai folyamatokhoz. 7. Sztochasztikus zavarásnak kitett rendszerek szabályozási algoritmusai. 8. Szabályozók beállítása. Beállítás az átmeneti függvény alapján. Ziegler-Nichols módszer. Integrálkritériumok. 9. Digitális irányítási algoritmusok származtatása folytonos algoritmusokból. A digitális PID algoritmus és modifikációi. 10. Az irányítástechnika felbontása. Vezérlés és szabályozás. A szabályozási kör felépítése. A szabályozásokkal szemben támasztott követelmények. Az elırecsatolás és tervezése. 11. Leírási módok. Differenciálegyenlet-módszer. Tipikus vizsgálójelek. Súlyfüggvény. Átmeneti függvény. MIMO rendszerek tervezése. 12. Lineáris szabályozási rendszerek tagjainak jelátvivı tulajdonságai. Az átviteli tagok kapcsolási módjai. Soros, párhuzamos kapcsolás. A visszacsatolás. Hatásvázlat. Differencia-egyenlet módszer. Impulzus átviteli függvények. 13. Rendszervizsgálat az operátortartományban. Frekvencia függvény. A frekvencia függvény ábrázolásmódja. Véges beállási idejő algoritmusok. 14. Digitális szabályozási algoritmusok illesztése. 15. Gyökhely-görbe módszer folytonos és mintavételezett rendszereknél. 3/7

4 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). 4/7

5 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. 5/7

6 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. 6/7

7 VEZÉRLÉSTECHNIKA 43. Vezérléstechnikai alapfogalmak: osztályozás, hatáslánc, szervek, kétállapotú jelek 44. Vezérléstechnikai elemekkel szemben támasztott követelmények: üzembiztonság, élettartam, nehéz üzemi körülmények, védettség 45. Bemeneti szervek: nyomásérzékelık, hımérséklet, elmozdulás, elfordulás, szintérzékelık, nyomógombok, billenıkapcsolók 46. Kimeneti szervek: beavatkozó, végrehajtó szervek: mágnes kapcsoló (nagyáramú), tirisztor, triak, tranzisztor, optocsatolók 47. Relék, karakterisztika, éltettartam, elekrtomos paraméterek 48. Járulékos szervek. Kijelzık: hang, fény, hétszegmenses, tizenhat szegmenses, numerikus és alfanumerikus, LCD kijelzık, LED kijelzık 49. Számrendszerek, kódrendszerek: számkombinációk, komplemens számok, nagyságrend ábrázolás, kódolás alapfogalmai (kód, kódolás, jelkészlet, szimbólumkészlet, reudancia), kódolt információk átvitele, szinkronizáció, hibajavítás (Hamming távolság) ASCII 50. Mikroprocesszoros rendszerek felépítése 51. Mikrokontrolleres MCS8051-es család: általános leírás 52. MCS8051-es UART mőködés: soros port, programozása 53. MCS8051-es I/O portok, timer-ek, programozása 54. MCS8051 memóriaszervezés, megszakításrendszer: külsımemória, belsımemória 55. Soros adatátviteli rendszerek, adatvédelem, protokollok 56. PLC-kialakítás: felépítés, mőködés, hibafeltárás, követelmény, program nyelvek 57. Programozható logikai eszközök 7/7