Vypracované úkoly na zkoušku BREB 2010

. Nakreslete nejjednodušší „třítranzistorový“ OZ a vysvětlete jeho funkci. Nastavte v něm všechny ss. prac. body. Jak souvisí největší možný rozkmit výstupního napětí OZ s napájecím napětím? (najdou se totiž studenti, kteří to neví). (neúplné)
(15) Základní pravidla pro pochopení činnosti OZ. Umět je použít při řešení následujících otázek č. 16 až 19.
(16) Invertující zapojení OZ: P, I, D, P+zpětnovazební dolní propust 1.řádu. U všech umět odvodit K(p), K(), K(), . Pro I a D dokázat v časové oblasti, že výstupní napětí je integrálem (derivací) vstupního napětí – rozumět tomu a umět demonstrovat na příkladech konkrétních signálů.
- viz. vypracované základní neznalosti
(17) Praktické zapojení PI-regulátoru (pouze to jednoduché, s jedním OZ).
PI - regulátor: Z0 je C sériově s R0, Z1 je R
Má integrační a proporcionální část:
Upoč. = napětí na které je nabit kondenzátor (počáteční podmínka integrace)
Ku = -Z0/Z1 = -(R0/R + 1/jωRC)
(18) Neinvertující zapojení OZ: pouze P a sledovač. Odvodit K(p), K().
vstupy nejsou na virtuální zemi, ale na potenciálu u1
když U1 → Ucc, pak se bortí pracovní bod (u invert. neomezeno)
Ku nemůže klesnout pod 1, takže útlum toho co nechceme je nedostatečný
obtížná realizace čistých matematických operací
Odvození:
vstupní proudy nulové => Ivst+ = 0 => Zvst = ∞
a také Ivst- = 0 => zpětnovazební dělič je nezatížený:
(protože vnitřní zesílení obrovské, zpětná vazba udržuje Δu = 0 a oba vstupy jsou u1 od země)
Ku = U0/U1 = 1 + Z0/Z1 (proto nemůže být Ku menší než 1)
Zvýst = 0 (kvůli zpětné vazbě)
Parazitní kapacity ovlivňují - od určité f začne derivovat. Nelze řešit nejmenšími odpory, protože na nich závisí toto f. Velké odpory zase proudově zatěžují výstup. Toto chování lze kompenzovat kondenzátory.
Dolní propust lepší na vstupu než ve zpětné vazbě (kmitání kvůli zpoždění)
Když dolní propusť vstupní i zpětnovazební, pak kritické tlumení v fmez. pokles -6dB, pak -40dB. Musí R1 = R2 na vstupu a R1C/2 = R0C0
Zapojení P (proporcionální člen): Z0 je R0, Z1 je R1
Speciální případ - sledovač: Ku = 1; R0 = 0, R1 = ∞ (impedanční oddělení)
(19) Diferenční zapojení OZ: pouze základní proporcionální diferenční zesilovač. K čemu je v praxi dobrý?
Je dobrý k realizaci čístých matematických operací
U0 = (U1 - U2) Z2/Z1
(20) Komparátory bez hystereze: základní zapojení a zapojení se sčítacími odpory – obě zapojení porovnat, jejich výhody a nevýhody. (neúplné)
Komparátor porovnává který ze signálů je větší a podle toho je na výstupu +U0max (U1 je větší) nebo -U0max (U2 je větší)
(21) Komparátory s hysterezí - pouze princip, bez matematického odvození.
(neúplné)
Nepřepínají se hned na hranici, ale až co překročí o UH jeho hodnotu. Tím se eliminuje šum.
(22) Logické obvody kombinační a sekvenční - obecně, princip. Podle čeho poznáme, zda se jedná o kombinační či sekvenční obvod? Uveďte konkrétní příklady kombinačních obvodů i sekvenčních obvodů AKO, MKO, BKO.
Kombinační
Nemají zpětnou vazbu
Nemají vstup pro časovou informaci
Mají m stavů, 2m možností vstupu, max. 22^m výstupů. Stav výstupů není závislý na čase.
Sekvenční
Mají jedno z toho co nemají komb.
Typy sekvenčních:
Astabilní klopný (AKO) - definují pevnou délku periody (oscilátor)
Monostabilní klopný (MKO) - definují pevnou délku kyvu (generátor impulsu)
Bistabilní klopný (BKO) - má ss kladnou vazbu, takže má dva stabilní stavy (log. 1 nebo log. 0 - bitová paměť)
R = reset = nastaví 0; S = set = nastaví 1
(23) Axiomy Booleovy algebry. Pozor na pátý axiom o distributivitě - je nezvyklý!
(24) De Morganova pravidla.
(25) Úplná disjunktivní a úplná konjunktivní normální forma. Umět používat při řešení konkrétních praktických příkladů.
hledání funkce f(A,B)=Q, zadáno pravdivostní tabulkou (A=0 B=0 pak Q=1; ...)
úplná disjunktivní forma
beru to, kde je Q=1, zapíšu to za sebe se znaménky + (+ je OR, * je AND) - kde 0 - negace
např: f(A,B) = A*B + ...
úplná konjunktivní forma
beru to, kde je Q=0, zapíšu to za sebe se znaménky * (+ je OR, * je AND) - kde 1 - negace
např: f(A,B) = (A+B) * ...