ÉRETTSÉGI VIZSGA ● 2006. május 18.
Elektronikai alapismeretek
emelt szint Javítási-értékelési útmutató 0611
ELEKTRONIKAI ALAPISMERETEK
EMELT SZINTŰ ÍRÁSBELI ÉRETTSÉGI VIZSGA
JAVÍTÁSI-ÉRTÉKELÉSI ÚTMUTATÓ
OKTATÁSI MINISZTÉRIUM
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Teszt jellegű kérdések megoldása
Maximális pontszám: 40
1.) A táblázatnak egy ohmos ellenálláson fellépő teljesítmény feszültségfüggését kell kifejeznie. Az ellenállás értéke nem változik. Egészítse ki a táblázatot! U (V)
1
2
4
8
16
P (W)
0,125
0,5
2
8
32
4 pont
2.) Határozza meg a T1’ = 20 °C hőmérsékleten R1 = 10 Ω ellenállású tekercs egyenáramú ellenállását T2 = 60 °C hőmérsékleten! A hőfoktényező: α = 0,004 °C-1
[
(
)]
1 ⋅ (60 °C − 20 °C ) = 11,6 Ω 3 pont R2 = R1 ⋅ 1 + α ⋅ T2 − T '1 = 10 Ω ⋅ 1 + 0,004 °C 3.) Határozza meg a teljes kisütés után állandó árammal töltött kondenzátor feszültségét a töltés kezdetétől számított t = 60 s idő múlva! Adatok: C = 2 µF, I = 1 µA! U=
Q I ⋅ t 1µA ⋅ 60 s = = = 30 V C C 2 µF
3 pont
4.) A táblázatnak egy induktivitás áramának frekvenciafüggését kell kifejeznie. A feszültség effektív értéke nem változik. Egészítse ki a táblázatot! f (Hz)
100
200
400
800
1600
I (mA)
240
120
60
30
15
4 pont
5.) Határozza meg egy Ueff = 1 V, f = 1 kHz szinuszos váltakozó feszültség pillanatnyi értékét a periódus kezdetétől számított t = 100 µs idő múlva!
1 u = 2 ⋅ U eff ⋅ sin 2 ⋅ π ⋅ f ⋅ t = 2 ⋅ 1 V ⋅ sin 360 0 ⋅ 10 3 ⋅ 10 − 4 s = 0,83 V s
4 pont
6.) Határozza meg egy párhuzamos RL-kapcsolás impedanciáját! Adatok: R = 30 Ω, XL = 40 Ω Z=
R⋅ XL R +X 2
írásbeli vizsga 0611
2 L
=
30 Ω ⋅ 40 Ω
(30 Ω )
2
+ (40 Ω )
2
= 24 Ω
2 / 11
4 pont
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
7.) Rajzoljon Graetz-egyenirányító kapcsolást! A kapcsolásnak tartalmaznia kell transzformátort, pufferkondenzátort és terhelő ellenállást is. Tr
D1
D3
Ube
C
Uki
Rt
3 pont
D4
D2
8.) Számítsa ki az R ellenállás értékét! Adatok: U = 6 V, UAK = 1,6 V, IA = 20 mA. IA
R
U
R=
UAK
D
U − U AK 6 V − 1,6 V = = 220 Ω IA 20 mA
3 pont
9.) Rajzoljon közös source-ú erősítő alapkapcsolást! A kapcsolásnak 1 db N-csatornás FET-et, 3 db ellenállást és 3 db kondenzátort kell tartalmaznia. +Ut RD Be C1 ube
C2
Ki 3 pont
T
RG
RS
CS
uki
Rt
10.) Számítsa ki az Rbe = 100 kΩ bemeneti ellenállású erősítő bemeneti feszültségét (Ube), ha a vezérlő jelforrás üresjárási kapocsfeszültsége Ug = 30 mV, belső ellenállása pedig Rg = 50 kΩ! U be = U g ⋅
R be 100 kΩ = 30 mV ⋅ = 20 mV 100 kΩ + 50 kΩ R be + R g
írásbeli vizsga 0611
3 / 11
3 pont
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
11.) Írja fel a kétváltozós MEGENGEDŐ ÉS függvény algebrai alakját, és töltse ki az igazságtáblázatát! A 0 0 1 1
F2 = A ⋅ B + A ⋅ B
F2 1 0 0 1
B 0 1 0 1
3 pont
12.) Írja fel az alábbi logikai függvény algebrai alakját! A legnagyobb helyértékű változót „A”-val jelölje! F 4 = Π 4 (0, 4, 5, 8, 12)
(
)(
)(
)(
)(
F4 = A + B + C + D ⋅ A + B + C + D ⋅ A + B + C + D ⋅ A + B + C + D ⋅ A + B + C + D
)
3 pont
írásbeli vizsga 0611
4 / 11
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Feladatsor
Maximális pontszám: 60
1. feladat megoldása
Maximális pontszám: 15
a)
H 11 =
U1 I1 U2 = 0
H 11 = R 1 + (R 2 × R 3 ) = 100 Ω + (200 Ω × 300 Ω ) = 220 Ω
H12 =
U1 U 2 I1 = 0 U2
H 12 =
− H 21 =
R2 R2 + R3 R2 200 Ω = = = 0,4 U2 R 2 + R 3 200 Ω + 300 Ω
2 pont
I2 I1 U2 = 0 R2 R2 + R3 R2 200 Ω =− =− = −0,4 I1 R2 + R3 200 Ω + 300 Ω
I1 H 21 = −
b)
2 pont
H 22 =
I2 U 2 I1 = 0
H 22 =
1 1 = = 2 mS R 2 + R 3 200 Ω + 300 Ω
[
2 pont
2 pont
]
R ki = (R g + R 1 )× R 2 + R 3
R ki = [(100 Ω + 100 Ω ) × 200 Ω] + 300 Ω = 400 Ω
Illesztett terhelés esetén: c)
Rt = Rki = 400 Ω
U2 = Ug ⋅
R 2 × (R 3 + R t ) Rt ⋅ [R 2 × (R 3 + R t )] + R g + R 1 R 3 + R t
U2 = 2V ⋅
200 Ω × (300 Ω + 400 Ω ) 400 Ω ⋅ [200 Ω × (300 Ω + 400 Ω )] + 100 Ω + 100 Ω 300 Ω + 400 Ω
U 2 = 0,5 V
írásbeli vizsga 0611
3 pont
4 pont
5 / 11
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
2. feladat megoldása a)
b)
c)
d)
1
fo = C=
Maximális pontszám: 15
2π L ⋅ C 1 1 = = 168,9 pF 2 2 6 4 ⋅ π ⋅ f 0 ⋅ L 4 ⋅ π ⋅ 10 Hz 2 ⋅ 1,5 ⋅ 10 − 4 H
(
2
)
X L = 2 ⋅ π ⋅ f o ⋅ L = 2 ⋅ π ⋅ 10 6 Hz ⋅ 1,5 ⋅ 10 −4 H = 942,5 Ω Q=
80 kΩ R = = 84,9 X L 0,9425 kΩ
IR =
U 400 mV = = 5 µA R 80 kΩ
IL =
400 mV U = = 424,4 µA X L 0,9425 kΩ
Q' =
f o 1000 kHz = = 50 20 kHz B'
1 1 1 = + ' R Rp R
írásbeli vizsga 0611
⇒ Rp =
B=
f o 1000 kHz = = 11,8 kHz Q 84,9
I = I R = 5 µA I C = I L = 424,4 µA
R ' = Q ' ⋅ X L = 50 ⋅ 0,9425 kΩ = 47,1 kΩ
80 kΩ ⋅ 47,1 kΩ R ⋅ R' = = 114,5 kΩ ' R − R 80 kΩ − 47,1 kΩ
6 / 11
2 pont 2 pont 2 pont 2 pont 2 pont 2 pont 3 pont
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
3. feladat megoldása a)
b)
Maximális pontszám: 15
I B0 =
I C 0 1 mA = = 5 µA B 200
RC =
U t − U CE 0 − U E 12 V − 5 V − 2 V = = 5 kΩ I C0 1 mA
2 pont
RE =
UE 2V = ≅ 2 kΩ I C 0 + I B0 1 mA + 0,005 mA
1 pont
R B1 =
U t − U BE 0 − U E 12 V − 0,6 V − 2 V = 171 kΩ = 11 ⋅ I B0 11 ⋅ 5 µA
2 pont
R B2 =
U E + U BE 0 2 V + 0,6 V = 52 kΩ = 10 ⋅ I B0 10 ⋅ 5 µA
1 pont
R be = R B1 × R B 2 × h 11E = 171 kΩ × 52 kΩ × 4 kΩ = 3,64 kΩ R ki =
1 h 22 E
× RC =
1 × 5 kΩ = 4,44 kΩ 25 µS
h 21E (R ki × R t ) = − 200 (4,44 kΩ × 5 kΩ ) = − 117,6 4 kΩ h 11E
c)
Au = −
d)
u be = u g
R be 3,64 kΩ = 5 mV = 4,4 mV R g + R be 0,5 kΩ + 3,64 kΩ
u ki = A u ⋅ u be = −117,6 ⋅ 4,4 mV = − 517,4 mV
írásbeli vizsga 0611
7 / 11
2 pont 2 pont 2 pont 2 pont 1 pont
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
4. feladat megoldása a) C
A
Maximális pontszám: 15
113 B
15
14
12
11
10
18 19
3
2
10 11
7
6
14 15 B
D
(
)(
)(
F4 = A+C ⋅ B+C ⋅ C + D
) 4 pont
D
(
)(
)(
) (
1
F4
)(
)(
)
F4 = A+C ⋅ B+C ⋅ C + D = A+C ⋅ B+C ⋅ C + D = A+C + B+C +C + D
b)
A
1
1
B
1
1
C
1 1
3 pont
D c)
C
A
10 11 13
2
14 15
7
6
112 113
15
14
18 19
11
10
F 4 = Σ 4 (0, 1, 3, 4, 5, 8, 9, 12, 13)
2 pont
F4 = C + A ⋅ B ⋅ D
2 pont
B
D d)
F4 = C + A ⋅ B ⋅ D = C + A ⋅ B ⋅ D = C ⋅ A ⋅ B ⋅ D A
&
B
&
&
&
F4
D 4 pont
C
írásbeli vizsga 0611
8 / 11
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
Az írásbeli vizsga értékelésének szabályai
A teszt jellegű kérdéssor és a feladatsor megoldásának értékelésénél kötelező a központilag összeállított javítási útmutatónak való megfelelés. Az egyes kérdésekre és feladatokra adható maximális pontszámot A szakmai előkészítő érettségi írásbeli vizsgatétel megoldása című anyag tartalmazza. A tényleges pontszámokat – a számolást (méretezést) is igénylő megoldások értékelésénél – az alábbi táblázat alapján kell kialakítani: Mennyiségi szempontok Elemei
•
a megoldottság szintje
Minőségi szempontok
Aránya
70%
Elemei • • • •
A feladat megoldásának dokumentálása
Aránya
a megoldás logikája kreativitás pontosság a mértékegységek használata
Elemei • • •
20%
•
Aránya
rendezettség áttekinthetőség szabványos jelölések alkalmazása műszaki, formai és esztétikai elvárásoknak megfelelés
10%
A maximális pontszám tehát csak akkor adható meg, ha a megoldás a mennyiségi szempontok mellett a minőségi szempontokat és a feladat megoldásának dokumentálására vonatkozó elvárásokat maradéktalanul kielégíti. Teszt jellegű kérdéssor pontozása 1. kérdés (4 pont) Pontszám: azonos a helyes válaszok számával. Minimum 0 pont, maximum 4 pont. 2. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 3. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 4. kérdés (4 pont) Pontszám: azonos a helyes válaszok számával. Minimum 0 pont, maximum 4 pont. 5. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 6. kérdés (4 pont) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 7. kérdés (3 pont) Szakmai szempontból hibátlan kapcsolás 2 pont, szabványos rajzjelek 1 pont. 8. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont. 9. kérdés (3 pont) Szakmai szempontból hibátlan kapcsolás 2 pont, szabványos rajzjelek 1 pont. 10. kérdés (3 pont) Képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont.
írásbeli vizsga 0611
9 / 11
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
11. kérdés (3 pont) Algebrai alak 1 pont, igazságtáblázat 2 pont. 12. kérdés (3 pont) Hibátlan algebrai alak 3 pont. Hibánként 1 pont levonással a pontszám nulláig csökkenthető. A feladatok mennyiségi értékelésének általános szabályai
A megoldási útmutatótól eltérő, de szakmailag jó megoldásokat is el kell fogadni a feltüntetett pontszámokkal. A feladatra (részfeladatra) adható maximális pontszámot csak akkor kaphatja meg a vizsgázó, ha a képletbe az adatokat szakszerűen behelyettesíti, és így számítja ki a végeredményt. Az adatok normál alakban való használatát indokolt esetben kell megkövetelni. A végeredmény csak akkor fogadható el teljes pontszámmal, ha az eredmény számértéke és mértékegysége is kifogástalan. A részkérdésekre adható legkisebb pontszám 1 pont, tört pontszám nem adható. Összefüggő részkérdések esetén, ha hibás valamelyik részfeladat eredménye, akkor a hibás eredmény következő részfeladatban (részfeladatokban) való felhasználása esetén a kifogástalan megoldásokra a feltüntetett pontokat kell adni. Mindazonáltal értelemszerűen pontlevonást eredményez, ha: - a továbbvitt részeredmény szakmailag egyértelműen lehetetlen, illetve extrém, - a felhasznált részeredmény csökkenti az utána következő részfeladat(ok) megoldásának bonyolultságát. Feladatsor pontozása 1. feladat
Maximális pontszám: 15
a) A paraméterek mindegyikére vonatkozóan: képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont. A négy paraméterre összesen 8 pont. b) Képlet 1 pont, behelyettesítés1 pont, Rt megállapítása 1 pont, összesen 3 pont. c) Képlet 2 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont, összesen 4 pont. 2. feladat
Maximális pontszám: 15
a) Képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont, összesen 2 pont. b) XL meghatározásánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont, összesen 2 pont. Q meghatározása 1 pont, B meghatározása 1 pont, összesen 2 pont. c) IR meghatározása 1 pont, I meghatározása 1 pont, összesen 2 pont. IL meghatározása 1 pont, IC meghatározása 1 pont, összesen 2 pont. d) Q’ meghatározása 1 pont, R’ meghatározása 1 pont, összesen 2 pont. Rp számításánál: képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, eredmény 1 pont, összesen 3 pont. 3. feladat
Maximális pontszám: 15
a) RC számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont, összesen 2 pont. RE meghatározása: 1 pont. RB1 számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont, összesen 2 pont. RB2 meghatározása: 1 pont. b) Rbe számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont, összesen 2 pont. Rki számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont, összesen 2 pont. c) Au számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés 1 pont, összesen 2 pont. írásbeli vizsga 0611
10 / 11
2006. május 18.
Javítási-értékelési útmutató
Elektronikai alapismeretek — emelt szint
d) ube számításánál képlet 1 pont, behelyettesítés és eredmény 1 pont, összesen 2 pont. uki meghatározása: összesen 1 pont. 4. feladat
Maximális pontszám: 15
a) A megoldásra maximum 4 pont adható. Veitch-tábla 2 pont, egyszerűsített függvény 2 pont. Logikailag helyes, de nem a legegyszerűbb alak megadása esetén 1 pont levonás. b) A megoldásra maximum 3 pont adható. Logikailag helyes, de hétnél több kaput tartalmazó megoldás esetén maximálisan 2 pont adható. c) A megoldásra maximum 4 pont adható. Diszjunktív sorszámos alak meghatározása 2 pont, függvény egyszerűsítése 2 pont. d) A megoldásra maximum 4 pont adható. A függvény átírásának elmulasztása nem jár pontvesztéssel, ha a megvalósítás helyes, és maximum 4 db NAND kaput tartalmaz. Logikailag helyes, de négynél több NAND kaput tartalmazó megoldásra maximálisan 3 pont adható. A fenti pontszámok a mennyiségi szempontokat veszik figyelembe. Az így kapott pontszámok a táblázat által megadott mértékben csökkenthetők, ha a minőségi szempontok nem érvényesülnek, vagy a feladat megoldásának dokumentálása kifogásolható.
írásbeli vizsga 0611
11 / 11
2006. május 18.
