2010 "ע תש אביב `ה ומחשבים אלקטרוניקה 711003 שאלון סמל `ב ספרתית
פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com אלקטרוניקה ומחשבים ה' אביב תש"ע 2010 פתרון חלק א' אלקטרוניקה ספרתית ב' סמל שאלון 711003 הערה לקוראים :פתרון השאלות ממבחני הגמר נועד לחזרה בלבד ואינו בא במקום לימוד מסודר עם מרצה הקורס. פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com פתרון שאלה :1 הסבר המעגל: הסבר אופיין החשל – איור ב': שערים לוגיים עם מעגל פטר-שמיט נועדו להגן מפני רעשים .בעליית מתח הכניסה ,כאשר המתח בכניסת השער עולה מערך אפס וולט עד , 6.5Vמתח המוצא לא משתנה ונשאר ""1 לוגי ,או .12Vברגע שבכניסה יעבור המתח את ערך 6.5Vמתח המוצא יורד לערך לוגי ", "0 או .0Vבירידת מתח הכניסה ,כאשר המתח בכניסת השער יורד מערך 12Vעד ערך 5.5V ,מתח המוצא לא משתנה ונשאר " "0לוגי ,או .0Vברגע שבכניסה יעבור המתח את ערך 5.5Vמתח המוצא עולה לערך לוגי " , "1או .12V חיבור שער : NAND צורת חיבור זו היא שער . NOTאפשר לראות זאת מתוך טבלת האמת הבאה עבור מספרי מצב 1 :ו.3 - מספרי A B NAND מצב A B 0 0 0 1 1 0 1 1 2 1 0 1 3 1 1 0 פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com פעולת הדיודה Dוחישוב קבועי הזמן של המעגל: הדיודה האידיאלית משנה את קבוע הזמן של המעגל. בטעינת הקבל ,מתח המוצא הוא 12Vוהדיודה Dבהולכה .הנגד השקול בטעינה הוא שני הנגדים במקביל. קבוע הזמן של המעגל: 1 RT C R1 R2 C 20 k 20 k 0.1 10 k 0.1 1m sec בפריקת הקבל ,מתח המוצא הוא 0Vוהדיודה Dבקיטעון .הנגד השקול בטעינה הוא רק הנגד . R1 קבוע הזמן של המעגל: 2 RT C R1 C 20k 0.1 2m sec א .צורות גלים: במצב מתמיד ,מתח המוצא ,Vout ,יתנדנד בין שני ערכים ,12V , 0V :והקבל יטען ויתפרק אקספוננציאלית בין 5.5Vלבין .6.5V ב .חישוב תדר התנודות: חישוב :t1 נתונים ראשוניים: V 12V V0 5.5V V (t ) 6.5V 1m sec אלי מוצרי: עריכה וכתיבה,פתרון www.arikporat.com :הצבה במשוואת הדפקים וחישוב הזמן V (t ) V (V V0 ) e 6.5 12 (12 5.5)e 6.5 12 (12 5.5)e t1 1m t1 1m t1 t1 5 .5 e 1m 6 .5 5 .5 t1 ln 6 .5 1m 5 .5 t1 1m ln 0.167 m sec 6 .5 :t2 חישוב :נתונים ראשוניים V 0V V0 6.5V V (t ) 5.5V 2m sec :הצבה במשוואת הדפקים וחישוב הזמן V (t ) V (V V0 ) e 5.5 0 (0 6.5)e 5.5 0 (0 6.5)e t1 2m t1 2m t1 t1 5 .5 e 2m 6 .5 5 .5 t1 ln 6 .5 2m 5 .5 t1 2m ln 0.334 m sec 6 .5 :חישוב תדר התנודות f 1 1 1996Hz 2kHz t1 t 2 0.167m 0.334m : חישוב מחזור הפעולה.ג D.C. t ON t 0.167m 1 1 33.3% T t1 t 2 0.167m 0.334m 3 פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com פתרון שאלה :2 א .חישוב ערכו המירבי של הנגד , RBשיבטיח שהטרנזיסטור Tיימצא ברוויה עבור מתח מבוא Viקבוע של .5V חישוב זרם הקולט ברוויה: VCC VCE.SAT 10 0.2 98mA RL 100 IC חישוב זרם הבסיס בגבול שבין פעיל (הגבר) לרוויה: 98m 0.98mA 100 IC IB חישוב הזרם דרך נגד הבסיס: I RB I B I R E VBE 9.3 0.7 10 1mA R 10k 10k IR Vin VBE RB IB Vin VBE 5 0.7 2.17 k IB IR 0.98m 1m RB ב .חישוב הזמן עד שהממסר ייתפס: נתונים ראשוניים: L 20m 200 sec R 100 I 98mA I 0 0mA I (t ) 30mA הצבה במשוואת הדפקים וחישוב הזמן: t1 t1 200 I (t ) I ( I I 0 ) e 30m 98m (98m 0)e t1 200 30m 98m (98)e t1 68m e 200 98m 68m t1 ln 98m 200 68 t1 200 ln 73.09 sec 98 פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com ג .חישוב הזמן עד שהממסר ישתחרר: נתונים ראשוניים: L 20m 200 sec R 100 I 0mA I 0 98mA I (t ) 20mA הצבה במשוואת הדפקים וחישוב הזמן: t1 t2 200 I (t ) I ( I I 0 ) e 20 m 0m (0m 98m)e t2 200 20 m 0m (98)e t2 20 m e 200 98m 20 m t2 ln 98m 200 20 t 2 200 ln 317 .84 sec 98 ד. .1סרטוט מתח המבוא והזרם בסליל. .2ציון בסרטוט של זמני התפיסה והשחרור. פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com פתרון שאלה :3 א .שני מקרים לדוגמה ,בהם משתמשים בשער לוגי מסוג קולט פתוח: .1תיאום בין שער ממשפחת TTLלשער ממשפחה אחרת .במקרה כזה ,הנגד החיצוני, יאפשר חיבור ערך מקור מתח שונה מערך של .5V .2תיאום וחישוב מדויק של מניפת המוצא [ בין שער אחד למספר שערים (.]) FAN-OUT במקרה כזה ,חישוב הנגד יאפשר חיבור מספר שערים כנדרש בלי לשנות את הרמות הלוגיות. ב .חישוב זרם הבסיס של כל אחד מהטרנזיסטורים ,במצב " "1בכניסות: מתח הבסיס של :T1 "A B "1 VB1 VBC1 VBE 2 VBE 3 0.7 0.7 0.7 2.1V אלי מוצרי: עריכה וכתיבה,פתרון www.arikporat.com :R1 הזרם בנגד I R1 VCC V B1 5 2.1 1mA R1 2.9k I B1 I R1 1mA :T1, T2 הזרם בקולטים של R 0 I C1 I B1 1mA I B 2 I C1 1mA VC 2 VBE 3 VCE 2.SAT 0.7 0.2 0.9V IC2 VCC VC 2 5 0.9 2.5625mA R2 1.6k :T2 הזרם בפולט של I E 2 I B 2 I C 2 1m 2.5625m 3.5625mA :T3 הזרם בבסיס של I B 3 I E 3 I R 3 3.5625 m VBE 3 0.7 3.5625 m 2.86mA R3 1k :תשובה I B1 1mA I B 2 I C1 1mA I B 3 2.86mA : על סף הרוויהR חישוב ההתנגדות המזערית של הנגד.ג : נקבלVOL = 0.4 V עבור RMIN VCC VCE I OUT : עבור סף רוויה נקבל, לכןβ = 10 נתון כי I C 3 I I B 3 10 2.86m 28.6mA : R הזרם דרך הנגד I R I C 3 2 I IL 28.6m 2 1.34m 25.92mA פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com תשובה :ערך מזערי של הנגד :R VCC VOL 5 0.4 177.469 IR 25.92m RMIN פתרון שאלה :4 א .סרטוט דיאגרמת זרימה – דיאגרמת בועות: פתרון שאלה :4 א .דיאגרמת בועות: פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי www.arikporat.com ב .טבלת מצבים של המערכת: Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 מספרי מצב S0 S1 S2 S3 S4 מצבי סרק ג .טבלת מעברים של המערכת: NSהמצב הבא Q0 1 0 1 0 0 X=1 Q2 Q1 0 0 0 1 0 1 1 0 1 0 S1 S2 S3 S4 S4 Q0 0 0 0 0 0 PSמצב נוכחי X=0 Q2 Q1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 S0 S0 S0 S0 S0 Q0 0 1 0 1 0 1 0 1 Q1 0 0 1 1 0 0 1 1 Q2 0 0 0 0 1 1 1 1 S0 S1 S2 S3 S4 סרק הסבר בניית הטבלה :החלק היצירתי בפתרון הוא יצירת דיאגרמת הזרימה .טבלת המעברים נבנית לפי דיאגרמת הזרימה :נמצאים במצב מסוים ,למשל .S1בודקים את שתי האפשרויות לאות הכניסה . X = 1, X = 0עבור X = 1עוברים למצב S2עם .Z=0עבור X = 0עוברים למצב S0עם .Z=0וכן הלאה עד מילוי כל הטבלה .עבור מצבי הסרק שאינם קיימים במערכת צריכים להיות מצבי .X= DON'T CARE את טבלת העירור של המערכת ממלאים לפי טבלת המעברים וטבלת העירור של SRFFמתוך הנוסחאון :במעבר ממצב אחד לשני משתנים מוצאי ה . Q-בודקים בטבלת העירור של הדלגלג ( ) SRFFמה היה צריך להיות מצב ? S Rלדוגמה ממצב S3עוברים כאשר X = 1למצב .S4 Q1משתנה מ 1 -ל . 0 -כניסות הדלגלג יקבלו את הערכים . R = 1 ,S = 0 :וכן הלאה עד מילוי כל הטבלה. אלי מוצרי: עריכה וכתיבה,פתרון www.arikporat.com : טבלת עירור של המערכת.ד S0 S1 S2 S3 S4 מצבי סרק S2 0 0 0 0 0 x x x R2 x x x x 1 x x x X=0 S1 R1 0 x 0 x 0 1 0 1 0 x x x x x x x S0 0 0 0 0 0 x x x R0 x 1 x 1 x x x x S2 0 0 0 1 x x x x R2 x x x 0 0 x x x X=1 S1 R1 0 x 1 0 0 x 0 1 0 x x x x x x x S0 1 0 1 0 0 x x x R0 0 1 0 1 x x x x אלי מוצרי: עריכה וכתיבה,פתרון www.arikporat.com : פישוט פונקציות המבוא ופונקצית המוצא.ה X, q2 q1, q0 00 01 11 10 X, q2 00 01 11 10 O O O O X X X X S2 O O 1 O O X X X X, q2 q1, q0 00 01 11 10 00 01 11 10 00 01 11 10 O O O O O X X X S1 O 1 O X O X X X 00 01 11 10 01 11 10 10 1 X X X O X X X R2 X X O X 00 01 11 10 X X X X X X X X R1 X O 1 O 00 01 11 10 X X X X R0 O 1 1 O X X X X q1, q0 00 01 11 10 X X 1 1 X, q2 00 01 11 10 O O O O O X X X O X X X S0 1 O O 1 00 01 11 10 X, q2 q1, q0 00 11 X, q2 X, q2 q1, q0 00 01 q1, q0 O O O O O 1 O X X O X X 1 X X O Z q1, q0 00 01 11 10 X 1 1 X X X X X פתרון ,עריכה וכתיבה :אלי מוצרי פונקציות המבוא ופונקצית המוצא המדויקות: S 2 x q1 q 0 R2 x S1 x q1 q 0 R1 x q1 q 0 S 0 x q 2 q0 R0 q 0 Z x q 2 x q1 q 0 ו .מימוש המערכת באמצעות SRFFושערים לוגיים: www.arikporat.com
© Copyright 2024