Příklady k procvičení maturitní látky
z Elektroniky (s návodem řešení):
RC dělič má na vstupu
napětí U1= 1V a f=3kHz. R=M1, C=0.53nF. Nakreslete schéma
a určete:
a) výstupní napětí U2
b) útlum děliče v dB. řešení: spočítáme Xc = 0,1 MW; z fázorů plyne, že U2=0,7V;
pokles z 1V na 0,1V odpovídá 3dB.
V grafu A jsou zakresleny voltampérové
charakteristiky tří dvojpólů. Jakým způsobem je
postupně zapojíme k třívoltové baterii, aby jimi procházel proud
40mA. Jak by musela být připojena sériová kombinace dvojpólů
č.l a č.3, aby i v tomto případě protékal obvodem
proud 40mA řešení: Vyneseme
zatěžovací charakteristiky tak, aby procházely na charakteristice
pracovním bodem s I=40mA. Pak z proudu na ose určíme sériový odpor.
Magnetoelektrický měřicí
přístroj má 50-ti dílkovou stupnici, vnitřní odpor 2 kΩ a
na plnou výchylku ručky prochází měřidlem proud . 0,5mA.
Měřidlo zapojíme jako voltmetr podle obr. Jakou hodnotu musí mít
Rp aby rozsah voltmetru
byl 5V.
řešení: Při plné výchylce je na
měřidle U=0,5mA*2kW=1V. Odporem 1kW prochází proud IR=1V/1kW=1mA. Odporem RP prochází 1mA+0,5mA a musí
se na něm snížit napětí o 4V. RP= 4V/1,5mA=2,667kW
Tranzistor KC 508 se čtyřpólovými charakteristikami má
při napájecím napětí 10V zátěž na výstupu 1kΩ.
Sestavte jednoduchý
zesilovač SE ve třídě A a určete graficky pracovní bod
a RB.
řešení: Zátěž je pro SE RC
a ze zatěžovací charakteristiky určíme UCE= ˝ UCC
, odečtemeIC, UCE, IB a ze vstupních
charakteristik UBE. RB
vypočteme z odpovídajícího proudu a napětí.
Z kondenzátoru C=5nF a rezistoru
R=1kΩ sestavte RC dvojbran. Vypočítejte kmitočet, pro který
se R=XC a vypočítejte přenos obvodu AU,
vstupní a výstupní impedanci obvodu a fázový posun mezi vstupním a
výstupním napětím. řešení: f=1/2pRC, ostatní najdeme ve fázorovém diagramu.
Sériový rezonanční obvod
odlaďovače frekvence 250 kHz je tvořen kondenzátorem C= lnF
a indukčností L. Vypočítejte hodnotu indukčnosti a
určete šířku pásma B, jestliže cívka má odpor 5Ω řešení: L spočítáme z Thomsonova
vzorce. Q=XL/R = 2pfL/R. B=f/Q
Ze soustavy charakteristik tranzistoru
KF 508 vzapojení
se společným emitorem určete UCC, IB, UBE,
RK a RB Pracovní bod tranzistoru volte: Uke=
l0V; Ik = 13 mA.
řešení: Z libovolně zvolené
zatěžovací přímky určíme UCC aRK.
Z odpovídajícího proudu báze určíme ve vstupních
charakteristikách UBE a RB=UBE/IB.
Tranzistor typu KC508 má v pracovním
bodě Uce= 4 V a Ic= 2mA /h11 =5k a h21 =300/.
Určete hodnoty
Rk, C1, Rb
zapojení na obrázku tak, aby dolní mezní kmitočet tohoto zesilovače
byl 40Hz.
řešení: IB=IC/h21E,
RB=(10-UBE)/IB, Rk=(10-Uce)/Ic,
Rvst=h11//RB, C1spočítáme
z f a Rvst.
Charakterizujte nakreslené zapojení
zesilovače z hlediska rozptylu katalogových hodnot použitého
tranzistoru. řešení: z katalogu h21=250
až 500, IB=(10-UBE)/390kW, Ik=IB.h21E, pak
porovnat.
Navrhněte zapojení
dvoutranzistorového zesilovače nebo OZ se zpětnou vazbou tak,
aby vstupní impedance byla 10kΩ a napěťové zesílení bylo 26
dB řešení: 26dB odpovídá zesílení 20x,
např. pro OZ je AU=Rzv/Rvst
Určete přibližně hodnotu
napájecího napětí komplementárního koncového stupně tak, aby
výstupní výkon do reproduktoru o impedanci 25Ω byl 1W.
Vypočítejte hodnotu vazebního kondenzátoru u reproduktoru pro dolní
mezní frekvenci 40 Hz řešení: P=U2/R, T signál má Umax=7V, napájecí je 2× maximální
hodnota. Pro mezní kmitočet platí f=1/2pRC
Ve schématu je Ucc= 3V, UCE2= 1,2V, UBE1=UBE2=0,6V, h21E= 40 pro oba tranzistory
a RE= 100W. Pro IC2=2mA
určete odpor R1, RC a napětí U1
a U2.
S ideálním operačním
zesilovačem navrhněte dvě různá zapojení
měřicího zesilovače tak, aby vstupní impedance byla
10kΩ a napěťové zesílení Au= 60 dB řešení: 60dB=20dB+20dB+20dB, tomu odpovídá AU=
10x násobeno10x násobeno 10x, to je 1000x. R2 vychází 10MW, pro zmenšení použijeme dělič ve ZV
např 1:1000.
Navrhněte součtový OZ se
dvěma vstupy. Napětí na vstupech se pohybuje od -20 mV do +45 mV. Zesílení navrhněte tak, aby
napětí na výstupu nepřesáhlo +6V. jaké bude napájecí
napětí? řešení: Součtový zesilovač je
v invertujícím zapojení. Maximální výstupní napětí pro -20mV na
obou vstupech, po sečtení -40mV. Tomu odpovídá zesílení AU=150.
Pro toto zesílení spočítáme R1aR2. pro +45mV na
obou vstupech bude
Uvýst= 0,09V*150 =
-13,5V. Napájecí napětí více než 13,5V symetrické.
Zesilovač TRANSIW A TT 100G má na kondenzátoru
C32 střídavou složku napětí 3V. Na C34 je napětí 20 m V. Určete
činitel zvlnění na C32 a činitel filtrace tohoto filtru řešení: činitel zvlnění s= Um/Ud. Činitel filtrace
T=U1max/U2max. Um je špičková
hodnota střídavé složky v usměrněném napětí, Ud
je stejnosměrné napětí, U1max je maximální hodnota
střídavé složky před filtrem a U2max je totéž za
filtrem.
Načrtni průběh anodového
proudu Tyristoru, jestliže UAK má sinusový průběh
s frekvencí 50Hz a na řídící elektrodu je přiveden impuls
délky 0,5ms vždy 7ms po průchodu anodového napětí nulou.
Zenerova dioda z grafu je zapojena dle
obr. Určete graficky poměry na stabilizátoru a činitel
stabilizace naprázdno.
řešení:
Jaký kmitočet bude mít napětí
na výstupu oscilátoru, jestliže Lk = 2mH, Cl=ln5, C2=470pF.
řešení: Kondenzátor C1 a C2
jsou v sérii. Výsledná C spolu s Lk se dosadí do
Thomsonova vzorce
Určete kmitočet zapojení
oscilátoru s operačním zesilovačem na obr, jestliže
Rl=R2=10k, a C1 =C2= 6n8
řešení: Wienův článek splňuje
podmínky oscilací právě pro f=1/2pRC
. Z kondenzátoru C=1μF a rezistoru
R=1MΩ sestavte derivační a integrační článek. Jaké
napětí bude na výstupech článků za 1 sec a 2 sec po
připojení zdroje U=10V? řešení: podle vzorce u(t)=Ue-t/t nebo u(t)=U(1-e-t/t
Návrhněte jednoduché zapojení
zesilovače ve funkci spínače. Tranzistor má h21E= 40,
napětí zdroje 9V, RC=1kΩ.
Určete maximální proud tranzistorem a potřebné ovládací
napětí. řešení: Tranzistor bude buď
zavřený nebo těsně před saturací – UCE= asi
1V. Z toho určíme IC a IB. UBE
volíme 0,7V, potřebné ovládací napětí přivedeme do báze
přes odpor.
Vypočítejte šířku impulsu na
výstupu tohoto obvodu.
řešení: t=RC, je třeba vědět který odpor.
Určete přibližný tvar
výstupního napětí obvodu na obrázku.
řešení:
Vf vedení je na konci spojeného do
zkratu a šíří se po něm vlna délky l=160mm. V jaké vzdálenosti od konce se bude chovat opět
jako zkrat a v jaké jako rozpojený obvod? řešení:
Vypočítejte rozpětí
náhražkové pokojové TV antény konstruované z ploché dvoulinky pro
7 kanál. (kmitočet přibližně 180MHz). Jakou bude mít
impedanci? řešení: spočítáme l pro 180 MHz. Anténa bude mít délku l/2 a Z=300W
Jak dlouhý bude souosý kabel pro
transformaci impedence l/2 a pro kmitočet 600 Mhz? řešení: spočítáme l pro 600 MHz a násobíme činitelem zkrácení.
Vypočítejte hloubku modulace AM
signálu je-li amplituda Umax= 34mV a Umin= 6mV.
řešení: UN=20mV, DU= (Umax – Umin)/2, m = DU/UN *100%
Do schématu doplň
průběhy signálu na vstupech a výstupu.
Vysvětli.(koincidenční) řešení:
K zesilovači, který má citlivost
0,2 mV a vstupní impedanci l0kΩ,navrhněte vstupní odporový
dělič tak, aby vstup pro dynamickou přenosku měl tyto
parametry: 3mV / 47kΩ. řešení: předřadíme dělič
R1 a R2. Ivst=0,2mV/10kΩ. I1=3mV/47kΩ,
I2= I1-Ivst, - R2=0,2mV/I2, R1=(3-0,2)/I1.
U děliče napětí
zapojeného dle obrázku vypočítejte:
1/ Výstupní napětí děliče bez zatížení výstupu
2/ O kolik % se změní výstupní napětí děliče po
připojení zátěže 1kΩ na výstup
3/ Určete výstupní napětí děliče při odběru
proudu 3mA
řešení: k bodu 3 je třeba použít
Theveninovu poučku
Tranzistorový zesilovač:
Ucc=9V, UBE=0,6V, ID=10xIB=0,25mA,
RC=0,9kW. Spočítej Rb1,Rb2, IC0. Na
charakteristikách tranzistoru najdi U a I v pracovním bodě (třída
A).