Exam text content

 

EE TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO

Elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laitos
Katja Laine

ELT-21100 Elektroniikan työkurssi

Tentti 25.5.2015

Vastaa kaikkiin kysymyksiin. Tenttikysymyspaperia ei tarvitse palauttaa tenttivastausten
mukana.

Tentissä saa käyttää omaa ohjelmoitavaa laskinta.

Muistathan antaa palautetta opintojaksosta KAIKUssa.

 

1. Vastaa seuraaviin kysymyksiin.
a) Mitä tarkoittavat signaalin DC-taso ja DC-offset? (2p.)

b) Olet simuloinut kuvassa 1 olevaa vastuksen sijaiskytkentää ja saanut kuvan 2
mukaisen simulointituloksen. Miksi simulointitulos on kuvan 2 mukainen?
Perustele vastauksesi. (3p.)

      
   

4.

Kuva 1. Vastuksen
sijaiskytkentä

  

<

Hn 16:
Svnanmvai

Peovaary

Kuva 2. Simulointitulos
R1

2. Mittaat ja tarkastelet kuvassa 3 olevaa kytkentää. 10ka Vout

Sisäänmenosignaali Vin on siniaalto, jonka amplitudi on

18V.

a) Mikä on kytkennän käyttötarkoitus ja minkälaisissa Vi" =
sovelluksissa kytkentää voisi hyödyntää?

b) Piirrä sisäänmenosignaali Vin ja ulostulosignaali

Vout samaan kuvaan ajallisesti kohdakkain. Perustele R
piirtämäsi kuvaaja. =

(5)

 

Kuva 3. Kytkentä
 

 

EX TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO

Elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laitos
Katja Laine

3. Mittaat kuvassa 4 näkyvästä
kytkennästä AC- ja DC-jännitteitä.
Sisäänmenosignaali on 100u Vrms ja
0Vde. — Molempien — transistorien
virtavahvistus B=150. Olet saanut
mittauspisteistä A-D ja Vout oheiset
AC-jännitteet:

e A=100yVrms
B = 6,85mVrms
C=6,85mVrms
D= 1,35Vrms
Vout =1,35Vrms

 

 

Kuva 4. Kytkentä

a) Mitä DC-jännitteiden arvoja mittauksesi näyttää mittauspisteissä A-D ja Vout. Perustele
vastauksesi sanallisesti ja laskujen avulla.
b) Mikä on komponenttien R4+C2 ja R8+C4 merkitys kytkennässä? Perustele vastauksesi.

GP.)

4. Suunnittelet kuvassa 5 esitettyä operaatiovahvistinkytkentää. Kytkennän tulee tuottaa ulostuloon
säröytymätöntä siniaaltoa taajuudella 1kHz ja sisäänmenon amplitudilla 215mV.

Soveltuuko —operaatiovahvistin AD704 käytettäväksi kytkentään sekä taajuudella 1kHz että
sisäänmenon amplitudilla 215mV? Perustele vastauksesi ja käytä apunasi sivulla 3 olevaa
operaatiovahvistimen datalehteä.

(Pp) 415V

 

Vin
Voff=0V
Vampl=215mV
Freg=1kHz

 

Kuva 5. Operaatiovahvistinkytkentä
 

 

TAMPEREEN TEKNILLINEN YLIOPISTO

Elektroniikan ja tietoliikennetekniikan laitos
Katja Laine

AD 1 04-SPEC | FI CATI ONS (GT, = 25%, Vey=0V. and 15 V de, unless otherwise noted.)

 

 

 

  
  

 

 

 

 

 

 

 

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ADI0JJIA AD703K AD704T
Parameters Condltlons Min Typ Max [Min Typ Max [Min Typ Max | Unit
ja
TS GE
Initial Ofiset 50 —150 30 75 30 —100 [yi
Offset Tyss-Taax 100 250 50 —150 80 —150 |yV
vs. Temp, Average TC 02 15 0.2 10 10 | pvc
vs. Supply (PSRR) V,=3210+18V |100 132 112-492 112 132 dB
Tais Tax Vs =125t0 18 V|100 126 105126 108 126 dB
Long-Term Stability 0.3 0,3 0.3 1iV/month
INPUT BIAS CURRENT! Ve =0V 100 270 80 — 150 80 — 200 |pä
Voi =+135V 300 200 250 | pä
vs. Temp, Average TC 03 02 10 päre
”Tyuns-Tax Von 300 200 600 | pa
Vow 400 300 700 PA
TNPUT OFFSET CURRENT |Vos 80 250 30 — 100 50 150 | pä
Va 300 150 200 | pä
vs. Temp, Average TC 0.6 0.4 04 pAC
Taas Taax Vou=0V 100300 80 — 200 s0 — 400 |pä
Voy=2135V 100 400 80 —300 | 100 500 | PA
MATCHING CHARACTERISTICS
Oliset Voltage 250 130 150 | pV
Tais-Tsax 400 200 250 | jW
Input Bias Current? 500 300 400 | pä
Tai-Taux 600 400 600 | pa
Common-Mode Rejection* [3 110 104 dB
Taun Tyvan 94 104 104 dB
Power Supply Rejection' 94 110 110 dB
Taun Taux 94 106 106 N3
Crosstalk* f=10Hz
Rioi=21a 150 150 150 dB
FREOUENCY RESPONSE
UNITY GAIN
Crossover Preguency 08 08 0.8 MHz
Slow Rate, Unity Gain G=1 0.15 0.15 0.15 Viis
Slew Rate Tas-T sus = 0.1 01 0.14 Viis
INPUT IMPRDANCE |
Differential 40]2 40]2 40j[2 MAPE
Common-Mode 300j2 300lf2 300j[2 GOIpF
INPUT VOLTAGE RANGE
Common-Mode Voltage 4135 +14 +135 414 +13.5 414 v
Common-Mode Rejection Ratio Voey =135 N 100 —132 114 132 110132 dB
LEN 98 128 108 128 jia 128 <B
INPUT CURRENT NOISE 0.1 to 10 Hz 3 3 3 PA PP
1=10H2 50 | 50 1ANHZ
INPUT VOLTAGE NOISE 0.1 10 10 Hz 0.5 05 20 0,5 20 |1Wpp
£=10Hz 17 17 17 nV/Hz
2 kHz 15 2 5 2 | 15 22 |nv/fz
OPEN-LOOP GAIN Vo=+12V
Riom =10k0 = |200 2000 400 — 2000 400 — 2000 VinY
Tyy-Tsuss 150 1500 300 — 1500 300 1500 VimV
Vo=+10V
Riow=2k0 200 —.1000 300 —1000 200 —.1000 N/mV
Tus-T sax 150 — 1000 [200 1000 100 — 1000 V/mY
OUTPUT CHARACTERISTICS |
Voltage Swing Rios = 1040
Tyts-Tsax 413 414 413 214 213 414 v
Current Short Circuit 415 415 415 mA
CAPACITIVE LOAD
Drive Capability Gain = 1 10,000 10,000 10,000 pF
POWER SUPPLY
Rated Performance 415 +415 415 v
Operating Range 42.0 418 [420 418 |420 418 |V
Ouiescent Current 15 24 15 24 15 24 |mA
Taun Tax 16 26 1.6 2.6 16. 26 mA
TRANSISTOR COUNT | Hof Transistors 180 180 180