ÍRÁSBELI FELADAT MEGOLDÁSA

7

Versenyző kódja:

27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet 54 523 02 - 2017

MAGYAR KERESKEDELMI ÉS IPARKAMARA Országos Szakmai Tanulmányi Verseny

Elődöntő

ÍRÁSBELI FELADAT MEGOLDÁSA Szakképesítés: 54 523 02 Elektronikai technikus SZVK rendelet száma: 27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet Komplex írásbeli: Számolási, áramköri, tervezési feladatok megoldása elektrotechnika / elektronika, digitális technika, irányítástechnika tananyagból.

Elérhető pontszám: 200 pont Az írásbeli verseny időtartama: 180 perc

2017. Javító Aláírás

Elért pontszám

Versenyző kódja:

7

27/2012. (VIII. 27.) NGM rendelet Komplex írásbeli Elektronikai technikus

Kedves Versenyző!

Javasoljuk, hogy először olvassa végig a feladatokat, a megoldást az Ön számára egyszerűbb kérdések megválaszolásával kezdje. A sikeres verseny érdekében kérjük, hogy figyeljen az alábbiakra: •

Az egyes oldalakon a feladatok leírása után hagyott szabad helyen dolgozhat, itt kell a végleges megoldását megadnia. Különálló lapot nem használhat! Szükség esetén fogalmazványt „piszkozatot” készíthet, amelyet a feladat beadása előtt átlósan húzzon át. Ez nem képezi a dolgozat értékelendő részét.

•

Némelyik feladattípus elvárja, hogy megindokolja választását. Kérjük, hogy itt szorítkozzon a lényegre, s mindig a kipontozott vonalra próbálja meg összefoglalni a legfontosabb szempontokat!

•

Teszt jellegű feladatoknál nem javíthat! Javasoljuk, hogy a megoldását először ceruzával jelölje be, majd miután többször átgondolta, írja át tintával.

A feladatok megoldásánál ügyeljen a következők betartására: 1. A feladatok megoldásához az íróeszközön és rajzeszközökön (vonalzók, körző, szögmérő) kívül csak számológépet használhat! 2. Ceruzával írt versenydolgozat nem fogadható el, kivéve a szükséges vázlatokat, rajzokat! 3. Meg nem engedett segédeszköz használata a versenyből való kizárást vonja maga után! Ügyeljen arra, hogy áttekinthetően és szép külalakkal dolgozzon! Sikeres megoldást és jó munkát kívánunk!

2/16

7

Versenyző kódja:


1. Feladat Egy ismeretlen négy pólusnak ismerjük a következő paramétereit: = 1,5 ; =1 ; = 1 Ω; = 1,5 Ω A fenti adatok segítségével rajzolja fel a négypólus „h” paraméteres helyettesítő képét a benne szereplő paraméterek értékeinek meghatározásával!

4 pont

ℎ

=

=

ℎ

=

=

=

3 pont

ℎ

=

=

=

3 pont

ℎ

=

=

Ω

3 pont

=

⟹

=

Ω

3 pont

3/16

7

Versenyző kódja:


2. Feladat Írja fel a következő kapacitív hálózat eredőjét és számítsa ki az eredő kapacitás értékét!

= 1,5

;

=

= 200! ; = 400! ; # = $ = 600! ; ' = ( = 300! ; * = 100!

&

= 1,2

;

4 pont + +

=

+-

.×-

+

#

×

&

+

'

×

$.

×

(

×-

*

+

.

= 1500 + -200 + 400. × -600 × 1200 + 300 × 600. × 300 × -100 + 200. +

= 1500 + 600 × -400 + 200. × 300 × 300 +

= 1500 + 300 × 300 × 300 +

= 1500 + 100 = 1600!

4/16

Versenyző kódja:

7


3. Feladat Írja fel az ábrán szereplő áramkör által megvalósított logikai függvény algebrai alakját! Nevezze meg a megvalósított logikai kapcsolatot! Írja fel a függvény igazságtábláját!

= 0 ∙ 2 + 0̅ ∙ 24 8 pont Ekvivalencia függvény, amely akkor ad a kimeneten logikai „1”-et, ha a bemeneti A és B azonos értékűek.

4 pont A

B

F

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

5/16

Versenyző kódja:

7


4. Feladat A következő kapcsolásban egy 2N3819 típusú n-csatornás FET tranzisztorral állítsuk be a nyugalmi 56 = 2 0 -es munkaponti áramot! 78 = +129; :; = 10 Ω; 7< = −1,59; 56 = 2 0; = = 4 0>9

a) Nevezze meg a kapcsolást! N-csatornás FET-es FD kapcsolás

2 pont

b) Magyarázza el, hogy milyen előnyös tulajdonságot biztosít az alkalmazott munkapontbeállítás! Milyen célra szokták ezért alkalmazni? Különlegesen nagy bemeneti ellenállást biztosít, ezért a kapcsolások bemenetén szokták alkalmazni 2 pont

6/16

7

Versenyző kódja:


c) Határozza meg a kapcsolásban szereplő ellenállások értékeit 12 V-os tápfeszültség és a maximális kivezérelhetőség figyelembe vételével! :< értékének megválasztásánál törekedjen a minél nagyobb bemeneti ellenállás biztosítására!

7?@ = |7< | = 1,59 :

=

7

=

BC@ DE@F BJ

,&G

=

H G

=

3 pont

= 750Ω

3 pont

= 69 legyen a maximális kivezérelhetőség miatt!

7?@ = 7 − 7?@ = 69 − 1,59 = 4,59 :

=

BC@ DE@F

=

#,&G H

2 pont 3 pont

= 2,25 Ω

3 pont

:< = 1KΩ legyen a nagy bemeneti ellenállás biztosításához!

2 pont

d) Számítsa ki az :L+ bemeneti ellenállás értékét :; = 10 Ω esetén! A bemeneti ellenállás meghatározásához felírható hurokegyenlet:

ML+ = NL+ ∙ :< + M O ∙

?@

4 pont

?@ P?@

Átrendezve az egyenletet:

1=

OQR SQR

∙ :< +

STU SQR

∙

?@

=

?@ P?@

?V ?QR

+ 0S ∙

?@

4 pont

?@ P?@

Innen matematikai rendezéssel kifejezhető R XY :

:L+ = :L+ =

?V

C@ ZH[ ∙ C@ \C@

] Z ,*∙ ,$&

=

=

] Z ,*∙

] ,

&

, ^T_ , ^T_\F,`^T_

= 3,08KΩ

4 pont

Szükséges a számításhoz az erősítés értéke is:

0S =

Z ∙b-?@ P?@ .×?J c P ∙b-?@ P?@ .×?J c

0S =

Z# H>G ∙ , PZ# H>G ∙ ,

=

=

Z#G> H∙b- ,$& P#G> H∙b- ,$&

Z*, # , #

= −0,9

P , &

.×

c

P , &

.×

c

4 pont

7/16

7

Versenyző kódja:


5. Feladat Rajzolja le és indokolja az alábbi négypólus feszültségátvitelét a frekvencia függvényében a megadott logaritmikus koordináta rendszerben! Tüntesse fel a frekvencia függvényében a jellegre azonosan viselkedő frekvencia tartományokat!

4 pont Az egyes frekvencia-tartományokat a következő módon jelölje: a) DC-től indulva alacsony frekvenciás szakasz Az „a” szakaszon, kis frekvenciákon a kapacitív reaktancia olyan nagy értékű, hogy szakadásnak tekinthető, ezért a DC átvitel

B B

=

? ? P?

= áffg hó

4 pont

b) Közepes frekvenciás szakasz A „b” szakaszon a frekvencia növekedésével csökken a kapacitív reaktancia, amely így : vel sorosan összegződve az : értékét párhuzamosan csökkenti, így az : -on megjelenő 7 feszültséget növeli 20 dB/dekád meredekséggel, hiszen a rendszer 1 időállandós. 4 pont c) Nagyobb frekvenciás szakasz A „c” szakaszon a frekvencia olyan mértékben növekszik, hogy a kapacitív reaktancia már rövidzárnak tekinthető, így az átvitel ismét frekvenciától függetlenné válik:

B B

=

? ? P? ×?

= áffg hó

4 pont

8/16

7

Versenyző kódja:


6. Feladat A következő ábrán szereplő váltakozó áramú hídkapcsolást j = 1 k -es frekvenciájú jellel működtetjük.

: = 600Ω; : = 1,8 Ω;

= 160

a) Határozza meg a kiegyenlítéshez szükséges L induktivitás értékét!

: ∙ lm = : ∙ ln a kiegyenlítés feltétele.

1 pont

? ∙op

Innen: lm =

1 pont

?

Szükséges még ln értékét is meghatározni:

ln =

q∙r∙n

=

', (∙

∙ , '∙

st

=

,

#(∙

s

= 995,22Ω

3 pont

Ezzel már lm meghatározható:

lm =

? ∙op ?

=

(

∙**&, '

= 2985,66Ω

2 pont

lm = 2u ∙ j ∙ v alapján: v=

ow x∙y

=

*(&,'' ', (∙

= 475,42 k

3 pont

9/16

7

Versenyző kódja:


b) A frekvenciát j = 300k -re változtatva kapcsoljunk a bemenetre 7L+ = 19 effektív értékű szinuszos feszültséget és határozza meg a kimeneten megjelenő 7 O feszültség nagyságát! A frekvencia változása miatt ismét ki kell számolni a reaktanciákat:

ln =

q∙r ∙n

=

', (∙ , ∙

∙ , '∙

st

= 3,32 Ω

lm = 2u ∙ j ∙ v = 6,28 ∙ 0,3 ∙ 10 ∙ 475,42 ∙ 10Z = 0,9 Ω

2 pont 2 pont

Az A és B pontok feszültségei:

7H = 7L+ ∙ 7z = 7L+ ∙

? ? P?

= 19 ∙

ow ow Pop

( (

= 19 ∙

P' ,* ,*

P ,

= 0,759 = 0,219

7 O = 7z − 7H = 0,21 − 0,75 = 0,549

2 pont 2 pont 2 pont

10/16

7

Versenyző kódja:


7. Feladat v = 20 k értékű tekercsnek megmértük a soros veszteségi ellenállását, {| = 5Ω értéket kaptunk. A tekercsből j = 5 k -en működő párhuzamos rezgőkört akarunk készíteni. kapacitás értékét!

a) Határozza meg a szükséges

j = =

alapján:

q∙√m∙n

#q ∙rF ∙m

=

1 pont

*,##∙ &∙

t∙

∙

s

= 50

3 pont

b) Mekkora a rezgőkör ~ jósági tényezője?

lm = 2u ∙ j ∙ v = 6,28 ∙ 5 ∙ 10 ∙ 20 ∙ 10Z = 628Ω ~ =

ow

' (

=

•€

= 125,6

&

3 pont 3 pont

c) :; = 100 Ω -os terhelés esetén számítsa ki a rezgőkör ~; terhelt jósági tényezőjét és 2; terhelt sávszélességét! A számításnál a kondenzátort veszteségmentesnek tekintse!

:• = ~

∙ {‚ = 125,6 ∙ 5 = 78,88 Ω

~; =

?ƒ ×?J

2; =

rF

ow

„J

=

$(,((

=

×

,' (

&

…†

$ ,

= 70,22

= 71,2k

2 pont 2 pont 2 pont

d) Változtassa a frekvenciát j = 10 k -re és számítsa ki l‡ és lm értékeket!

j = 2 ∙ j valamint ln = lm = 628Ω ezek alapján: ln =

op

=

' (

= 314Ω

lm = 2 ∙ lm = 2 ∙ 628Ω = 1256Ω

2 pont 2 pont

e) Változtassa a frekvenciát j = 1 k -re és számítsa ki l‡ és lm értékeket!

j =

rF &

valamint ln = lm = 628Ω ezek alapján:

ln = 5 ∙ ln = 5 ∙ 628Ω = 3140Ω lm =

ow &

=

' ( &

= 125,6Ω

2 pont 2 pont

11/16

7

Versenyző kódja:


8. Feladat Tervezzen szabályozható erősítésű invertáló AC erősítőt egy műveleti erősítő felhasználásával! A kapcsoláshoz 3 db ellenállást, 1 db potenciómétert (változtatható ellenállás ) és 2 db csatoló kondenzátort alkalmazzon! Az erősítés szabályozását a visszacsatoló ágban elhelyezett ellenállás – potencióméter soros kapcsolásával valósítsa meg! a) Rajzolja fel a kapcsolást szabványos jelölések alkalmazásával! Az ellenállásokat R1, R2 és R3, a potenciómétert P, a kondenzátorokat C1 és C2-vel jelölje!

6 pont A kapcsolással megvalósítandó erősítő jellemzők: 20h2 ≤ gS ≤ 40h2; :L+ ≥ 5 Ω; jŠ ≤ 20k ; gS = 20f‹|0S | A műveleti erősítő katalógusadatai: 0S = 2 ∙ 10& ; j = 10k ; :

O

= 150Ω

b) Határozza meg az ellenállások és a potencióméter értékeit!

:L+ ≥ 5 Ω ⟹ : = 5 Ω •[Œ•Ž

1 pont F

0SGŒ•Ž = −10 F = 10 F = −10 :GŒ•Ž = : ∙ •0SGŒ•Ž • = 5 Ω ∙ 10 = 50 Ω •[ Œ‘’

2 pont 1 pont

“F

0SGŒ‘’ = −10 = 10 F = −100 :GŒ‘’ = : ∙ •0SGŒ‘’ • = 5 Ω ∙ 100 = 500 Ω

2 pont 1 pont

:G = : + ” : = :GŒ•Ž = 50 Ω

1 pont

” ≥ :GŒ‘’ ⟹ ” = 500 Ω

1 pont

12/16

7

Versenyző kódja:


: értékét az ofszet minimalizálása érdekében az aktuális P értékével egyezőnek célszerű választani, tehát 50 Ω ≤ : ≤ 550 Ω közötti értékre. Igényes esetben itt is lehet szabályozható megoldást kialakítani. 1 pont c) Méretezze a csatoló kondenzátorokat Rg = 600 Ω és Rt = 2 kΩ lezárások esetére! Gondolatmenetét indokolja!

jn = ≥

q∙n ∙•?– P?QR —

q∙r• ∙•?– P?QR —

≤ jŠ

=

3 pont

', (∙

∙-&P ,'.∙

= 1,42 ∙ 10Z' alapján

értéke legyen 2µF.

2 pont

Mivel jn = jŠ választással a – 3dB-es erősítéscsökkenés létrejön, jn értékét minimum egy dekáddal alacsonyabb frekvenciára kell méretezni, hogy ne befolyásolja az alsó határfrekvenciát. 2 pont

jn =

q∙n ∙-?TU P?J

≤ .

r•

: O értéke a katalógus alapján 150 Ω, amely a visszacsatolás miatt 1+H arányban lecsökken, ezért a számításnál elhanyagolható.

≥

˜ q∙ • ∙?J F

=

', (∙ ∙ ∙

= 39,81 ∙ 10Z' alapján

2 pont

értéke legyen 50µF. 3 pont

d) Minimális és maximális erősítés esetén határozza meg a visszacsatolt erősítő felső határfrekvenciáját! H[F H[š

=

r˜

2 pont

r

jrŒ‘’ = j ∙ jrŒ•Ž = j ∙

H[F H[šŒ•Ž H[F

H[šŒ‘’

= 10 ∙

∙

^

= 10 ∙

∙

^

= 200 k

3 pont

= 20 k

3 pont

13/16

7

Versenyző kódja:


9. Feladat Egy cég vezetése a fontos kérdések eldöntésére döntés hozó készülék tervezését rendelte meg. A döntés meghozatalában a befolyásos személyek különböző súlyozású szavazati joggal rendelkeznek a következő sorrend és jelölés szerint: Megnevezés Elnök Főmunkatárs Titkár Munkatárs

Jelölés (bináris sorrend) 0 -2 . 2-2 . -2 . ›-2 .

Szavazati súlyérték 4 3 1 2

a) Készítsen igazságtáblázatot a fenti sorrend és súlyozás figyelembe vételével az F és a negált F függvényekre az alábbiak szerint: a kimeneti F függvény akkor jelezzen a kimeneten „1” - es értékkel, ha a szavazatok összértéke meghaladja a lehetséges maximális szavazati összérték 60 %-át. A

B

C

D

Szavazati összértéke

F

4

0

0

0

0

0

0

1

0

0

0

1

2

0

1

0

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

3

0

1

0

1

0

0

3

0

1

0

1

0

1

5

0

1

0

1

1

0

4

0

1

0

1

1

1

6

0

1

1

0

0

0

4

0

1

1

0

0

1

6

0

1

1

0

1

0

5

0

1

1

0

1

1

7

1

0

1

1

0

0

7

1

0

1

1

0

1

9

1

0

1

1

1

0

8

1

0

1

1

1

1

10

1

0 8 pont

14/16

Versenyző kódja:

7


b) Valósítsa meg a szavazóberendezés függvényét két bemenetű NAND kapukból felépített kombinációs hálózattal!

3 pont

=0∙2+0∙

∙ › = 0 ∙ -2 +

∙ ›.

3 pont

2 pont

15/16

Versenyző kódja:

7


c) Valósítsa meg a szavazóberendezés függvényét az ábrán szereplő 8 adatbemenetű multiplexer és egy inverter segítségével! 10 pont

d) Valósítsa meg a szavazóberendezés függvényét létradiagrammos programozási nyelven!

10 pont

Elérhető pontszám: 200 pont

16/16

ÍRÁSBELI FELADAT MEGOLDÁSA

Recommend Documents