ZAKRES ZAGADNIEŃ BĘDĄCYCH PRZEDMIOTEM EGZAMINU

ZAKRES ZAGADNIEŃ BĘDĄCYCH PRZEDMIOTEM
EGZAMINU DYPLOMOWEGO W KATEDRZE ELEKTROTECHNIKI TEORETYCZNEJ
I METROLOGII DLA KIERUNKU ELEKTRONIKA I TELEKOMUNIKACJA
(STUDIA STACJONARNE I NIESTACJONARNE ZAOCZNE)
I. ELEKTRONIKA OGÓLNA
1.
Omówić charakterystyki i parametry diod półprzewodnikowych (prostowniczych i stabilizacyjnych).
2.
Omówić charakterystyki
i przełączających).
3.
Tranzystory bipolarne – charakterystyki, parametry, układy zasilania.
4.
Tranzystory unipolarne – charakterystyki, parametry, układy zasilania.
5.
Fotodiody – rodzaje, budowa, charakterystyki, układy pracy.
6.
Diody LED - rodzaje, budowa, charakterystyki, układy pracy.
7.
Podstawowe bramki logiczne (TTL, CMOS).
8.
Wzmacniacz tranzystorowy w układzie wspólnego emitera – budowa, parametry.
9.
Wzmacniacz operacyjny – budowa, parametry. Idealny wzmacniacz operacyjny.
i
parametry
diod
półprzewodnikowych
(pojemnościowych
10. Omówić zastosowania wzmacniaczy operacyjnych w układach liniowych: wzmacniacze i sumatory.
11. Omówić zastosowania wzmacniaczy operacyjnych w układach liniowych: źródła prądowe
i napięciowe.
12. Omówić zastosowania wzmacniaczy operacyjnych w układach liniowych: układy różniczkujące i
całkujące.
13. Omówić zastosowania wzmacniaczy operacyjnych w układach nieliniowych.
14. Omówić zastosowanie i rozwiązania konstrukcyjne prostowników jednofazowych.
15. Stabilizatory napięcia o działaniu ciągłym – rodzaje, parametry.
16. Stabilizator napięcia o działaniu impulsowym – schemat, zasada działania.
17. Budowa i zasada działania przerzutnika Schmitta.
18. Filtry aktywne – podstawowe charakterystyki, wybrane realizacje układowe.
19. Omówić charakterystyki przejściowe przetworników analogowo–cyfrowych i cyfrowo-analogowych.
20. Omówić parametry przetworników analogowo–cyfrowych.
I. TEORIA OBWODÓW I TEORIA POLA
1. Podaj warunki konieczne i dostateczne wystąpienia rezonansu w układzie elektrycznym. Wyjaśnij
co to jest rezystancja charakterystyczna, impedancja falowa oraz pasmo przenoszenia?
Komisja określi czy chodzi o rezonans napięć czy rezonans prądów.
1
2. Wyjaśnij jakie warunki muszą być spełnione aby uzyskać dopasowanie odbiornika do źródła ze
względu na moc czynną oraz na moc pozorną. Wyjaśnij czym charakteryzuje się ten stan pracy
układu.
3. Podaj wzory definiujące parametry robocze czwórników. Wyznacz zależności opisujące wybrane
parametry robocze w funkcji dowolnej macierzy charakteryzującej czwórnik.
4. Na podstawie trygonometrycznego szeregu Fouriera zdefiniuj widmo amplitudowe i widmo fazowe
sygnału. Omów właściwości obu charakterystyk widmowych. Wyjaśnij, czy na podstawie
wskazanych charakterystyk widmowych można określić wartość średnią sygnału, wartość
współczynnika zawartości harmonicznych, współczynnik kształtu?
5. Dane są trygonometryczne szeregi Fouriera opisujące przebiegi przyłożonego napięcia oraz prądu
w układzie. Wyjaśnij jak określa się moc chwilową, czynną, bierną i pozorną w układzie. Co to jest
moc zniekształceń? Wyjaśnij sens fizyczny poszczególnych pojęć oraz podaj jednostki w jakich są
wyrażane.
6. Podaj definicję i interpretację fizyczną wartości skutecznej sygnału oraz wartości średniej sygnału.
Podaj zależności, które można stosować przy obliczeniu wartości skutecznej dla przebiegów
odkształconych okresowych:
a) w sposób dokładny,
b) w sposób przybliżony na podstawie szeregu Fouriera.
7. Określ przebieg prądu w szeregowym układzie RC po załączeniu w chwili t=0 źródła napięcia
stałego o wartości E. Podaj wartość stałej czasowej układu oraz wyznacz czas po którym napięcie
na zaciskach kondensatora wzrośnie od 10% do 90% napięcia zasilania.
8. Dany jest szeregowy układ RLC załączony w chwili t=0 do źródła napięcia stałego o wartości E.
Wyznacz zależności i naszkicuj przebiegi prądu w gałęzi przy założeniu występowania zerowych
warunków początkowych. Typ przebiegu (aperiodyczny, oscylacyjny lub krytyczny) wskaże komisja.
Podaj charakterystyczne cechy rozpatrywanego przebiegu.
9. Omów zjawisko indukcji elektromagnetycznej oraz podaj definicję i wyjaśnij interpretację wielkości
fizycznych charakteryzujących zjawisko.
10. Podaj zależności matematyczne i interpretację fizyczną twierdzenia Pointinga. Wyjaśnij, co to jest
wektor Pointinga?
11. Rozważając zespolone rozwiązania linii długiej podaj obraz zjawisk falowych zachodzących w
układzie niedopasowanym. Jakie parametry falowe znajdują zastosowanie w tym opisie?
12. Wyjaśnij przebieg zjawisk fizycznych zachodzących przy padaniu fali płaskiej na granicę dwóch
dielektryków i podaj zależności opisujące zachodzące zjawiska. Wyznacz równania, które opisują
dalszą propagację sinusoidalnie zmiennej fali elektromagnetycznej w stratnym, półnieskończonym
dielektryku.
III. MIERNICTWO WIELKOŚCI ELEKTRYCZNYCH
1.
2.
3.
4.
Podać definicję mezurandu wraz z przykładami
Wyjaśnij pojęcie przedziału niepewności wyniku pomiaru
Podać zasadniczą różnicę między metodą kompensacyjną i podstawieniową.
Wyjaśnij na dowolnym przykładzie pojęcie trasabilności.
2
5.
Wyjaśnić pojęcie błędu granicznego na przykładach: miernika analogowego o klasie dokładności
0,5 oraz źródła napięcia 10 V o niepewności 100ppm (p=0,95).
6. Obliczyć błąd graniczny amperomierza cyfrowego (3,5 cyfry), którym wykonano jeden pomiar na
zakresie 200mA. Wg danych producenta błąd podstawowy wynosi ±(0,5%rdg+4D). Założyć
nominalne warunki pomiaru.
7. Objaśnić metodę techniczną pomiaru impedancji (na przykładzie). Wymienić główne źródła błędów.
8. Na dowolnym przykładzie omówić sposób zamiany sygnału analogowego w sygnał cyfrowy.
9. Narysować charakterystykę przetwarzania układu jak na rys. 1, przy zmianach Rx w zakresie <Rw ,
Kondycjonowanie
Kondycjonowanie rezystancji
rezystancji
2Rw>.
10. Wyjaśnić potrzebę istnienia i sposób podłączenia 2 par zacisków opornika wzorcowego.
11. 1.
PodaćUkład
wynik pomiaru
wraz z prądowym
jego niepewnością jeżeli woltomierzem cyfrowym (3,5 cyfry)
ze
1. Układ
ze źródłem
źródłem
prądowym
wykonano w krótkich odstępach czasu 5 pomiarów napięcia na zakresie 20V, a błąd graniczny
przyrządu
wynosi ±(25ppm
of rdg + 10ppm of range). Wyniki 5 pomiarów
w
2.
napięcia
w napięcia należy podać
2. Dzielnik
Dzielnik
napięcia
samodzielnie.
00
00
xx
xx
w
3.
Mostek niezrównoważony
niezrównoważony
w
Rys. 3.
1. Mostek
U U
R
Rxx
1
R
U
R
R R
1  xx
Rww
U
Uxx
U
U00
R
Rww
12. W przetworniku ADC o rozdzielczości 12 bitów i zakresie wejściowym 0 – 5 V podać w V
rozdzielczość napięcia wyjściowego. Jaka liczba reprezentować będzie napięcie wejściowe 3,125
V?
13. W pewnym eksperymencie zmierzono napięcie i prąd na impedancji po 5 razy i uzyskano
następujące wyniki:
U
I
15,32 V
155 mA
15,20 V
159 mA
15,86 V
149 mA
14,85 V
150 mA
15,00 V
155 mA
Błąd graniczny pomiaru napięcia ΔgrU=(1%rdg+4D), błąd graniczny pomiaru prądu
ΔgrI=(5%rdg+10D). Obliczyć wartość modułu impedancji i podać niepewność wyniku pomiaru.
14. Woltomierzem o zakresie 750 V, liczbie działek 75 i klasie dokładności 0,5 wykonano w krótkich
odstępach czasu pomiary wartości tego samego napięcia i uzyskano 5 różnych wyników. Obliczyć i
napisać wynik pomiaru wraz z jego niepewnością. Wyniki 5 pomiarów napięcia należy podać
samodzielnie.
3
IV. INFORMATYKA
1.
Reprezentacja liczb zmiennoprzecinkowych w systemach komputerowych (standard IEEE 754).
2.
Definicja algorytmu komputerowego, sposoby przedstawiania algorytmów.
3.
Podstawowe typy danych w językach programowania (C/C++/Java): logiczne, całkowite ze
znakiem i bez znaku.
4.
Podstawowe konstrukcje języków programowania (C/C++/Java): instrukcje warunkowe i pętle
iteracyjne.
5.
Programowanie obiektowe w językach C++/Java, pojęcia: klasa, obiekt, składniki klasy,
konstruktor, destruktor.
6.
Metody dokładne rozwiązywania liniowych układów równań.
7.
Metody całkowania numerycznego.
8.
Metody numeryczne poszukiwania miejsc zerowych funkcji nieliniowych: metoda bisekcji, metoda
Newtona (stycznych).
9.
Modelowanie matematyczne elementów elektronicznych, model diody półprzewodnikowej,
tranzystora bipolarnego i polowego.
4