Exam text content

 

ELT-10001 Signaalit ja mittaaminen 1/2
Tentti 13.12.2016 / Markus Allen

Mukana saa olla oma laskin (myös graafinen/ohjelmoitava laskin sallitaan muisti nollattuna).
Tätä tenttikysymyspaperia ei tarvitse palauttaa.

Vastaa kaikkiin viiteen tenttikysymykseen.

1. Selitä lyhyesti seuraavat kurssin aihepiireihin liittyvät termit. Kirjoita korkeintaan kaksi virkettä
jokaiseen kohtaan.
a) Data
b) Virran tehollisarvo
c) Induktanssi
d) Oskilloskooppi
e) Vaihevaste
f) Normalisoitu taajuus

2. Kuvassa on virtapiiri, jonka sarjaankytketyt jännitelähteet muodostavat sinisignaalin. Sen tasajän-
nitteen tehollisarvo on Un, =7 V ja vaihtojännitteen tehollisarvo on U, =5 V. Laske vastuksen
kuluttama keskimääräinen teho P, kun vastuksen resistanssi on R, =1k. Anna lopullinen vas-
taus dBm-yksikössä. [Vinkki: Keskimääräinen teho watteina on keskimääräisten DC- ja AC-
tehojen summa eli P= Ppc + Pac.]

 

3. Edellisen tehtävän virtapiirin kytketään yleismittari mittaamaan vastuksen R, =1k yli olevaa
jännitettä. — Yleismittari voidaan tässä tilanteessa mallintaa rinnankytkettynä vastuksena
R, =10M2 alla olevan kuvan mukaisesti.

a) Piirin resistanssi on siis alun perin 1k0. Kuinka paljon yleismittarin kytkeminen muuttaa
piirin resistanssia?

b) Jos yleismittarin resistanssi olisikin vain R, =1k, mikä tällöin olisi yleismittarin vaiku-
tus kyseisen piirin resistanssiin?

€) Yleensä mittalaitteen toivotaan vaikuttavan mitattavaan piiriin mahdollisimman vähän.
Kun mitataan jännitettä, kannattaako yleismittarin resistanssin olla siis suuri vai pieni?

 

KÄÄNNÄ! — Tehtävät jatkuvat toisella puolella.
2/2

4. Alla olevassa kuvassa on suodin, joka on muodostettu kytkemällä vastus ja kela sarjaan. Suotimen
sisäänmenojännite on U; ja ulostulojännite on U,.

a) Johda suotimen siirtofunktio H(&). [Vinkkejä: Kelan impedanssi on joL. Jännitteenja-
kosäännön mukaan: Jos impedanssien Z, ja Z, sarjaankytkennän yli oleva jännite on U,
impedanssin Z, yli oleva jännite on U-Z, /(Z, +Z,).]

b) Mikä on siirtofunktion arvo taajuudella 5 kHz? Vastuksen resistanssi on R = 390 £ ja ke-
lan induktanssi on L =20 mH. Muista, että siittofunktion arvo on kompleksiluku. Ilmoita
vastaus kulmamuodossa eli itseisarvo ja vaihekulma. [Vinkki: kompleksiluvun a+ jb
itseisarvo on Va” +5 ja vaihekulma on arctan?, kuna >0.]

R

 

5. Suotimet ovat erittäin tärkeitä piirielementtejä, kun signaaleita halutaan muokata.
a) Miten alipäästösuodin muuttaa signaalia? Entä kaistanpäästösuodin?

b) Hahmottele kuva alipäästösuotimen amplitudivasteesta. Merkitse kuvaan suotimen
== 1iimaus, = = = === =
ii) päästökaista,
iii) estokaista,
iv) kaistanleveys.
Tässä on siis tarkoituksena piirtää periaatteellinen kuva, eikä mitään lukuarvoja tarvitse
välttämättä kirjoittaa. Muista kuitenkin nimetä vaaka- ja pystyakselit, jotta tiedetään, mitä
suureita ne esittävät.