Elektronik 1: pek ulang kaji kilat

Lembaran formula, langkah kaedah utama untuk setiap topik dan 14 soalan latihan, dengan penyelesaian penuh di bahagian belakang.

Soalan baharuKembali ke kursus

Dalam tetingkap cetak, pilih “Simpan sebagai PDF” untuk menyimpan salinan pada peranti anda.

1Formula dan kaedah

Diod & transistor

Diod (susutan malar)
VD = 0.7 V when conducting
Kawasan aktif
VBE = 0.7 V, IC = β·IB, IE = (β + 1)·IB
Pincang tetap
IB = (VCC − 0.7)/RB
Pincang pembahagi
IB = (VTH − 0.7)/(RTH + (β + 1)RE)
Thévenin bagi pembahagi
VTH = VCC·R2/(R1 + R2), RTH = R1∥R2
Gelung pengumpul
VCE = VCC − ICRC − IERE
Ketepuan
IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC, IB ≥ IC(sat)/β

Litar op-amp

Penguat menyongsang
Vout = −(Rf/Rin)·Vin
Penguat tak menyongsang
Vout = (1 + Rf/R1)·Vin
Penguat penambah
Vout = −Rf(V1/R1 + V2/R2)
Op-amp unggul
V+ = V−, Iin = 0

Fana RC & RL

Pemalar masa
τ = RC | τ = L/R
Sambutan
x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ
Kapasitor pada AT
litar buka; vC tidak boleh melompat
Induktor pada AT
litar pintas; iL tidak boleh melompat
Mantap
t ≈ 5τ

Kaedah

  1. Cari nilai awal sejurus selepas pensuisan: voltan kapasitor dan arus induktor tidak boleh melompat.
  2. Cari nilai akhir lama selepas pensuisan: kapasitor bertindak sebagai litar buka, induktor sebagai litar pintas.
  3. Cari pemalar masa: τ = RC atau τ = L/R, menggunakan rintangan yang dilihat oleh kapasitor atau induktor.
  4. Gunakan x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ.

Perintang bersiri & selari

Perintang bersiri
Req = R1 + R2 + …
Perintang selari
1/Req = 1/R1 + 1/R2 + …
Dua secara selari
Req = R1R2 / (R1 + R2)
Hukum Ohm
V = I·R
Kuasa
P = V·I = I²R = V²/R

Kaedah

  1. Mulakan di hujung rangkaian yang paling jauh daripada terminal.
  2. Gabungkan perintang secara bersiri dengan menambahnya, dan perintang secara selari dengan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …
  3. Lukis semula litar selepas setiap langkah.
  4. Ulang sehingga tinggal satu perintang antara terminal.

Penukar DC-DC

Buck
Vo = D·Vin
Boost
Vo = Vin/(1 − D)
Buck-boost menyongsang
|Vo| = Vin·D/(1 − D)
Imbangan kuasa unggul
VinIin = VoIo
Riak induktor
ΔIL = VL,on·D/(L·f); buck Vin − Vo, boost and buck-boost Vin
Arus induktor purata
buck Io; boost dan buck-boost Io/(1 − D)
Riak output
buck ΔIL/(8fC); boost dan buck-boost Io·D/(fC)
Sempadan CCM
buck (1 − D)R/(2f); boost D(1 − D)²R/(2f); buck-boost (1 − D)²R/(2f)

Kaedah

  1. Kenal pasti penukar (buck, boost atau buck-boost) dan kitar tugas D daripada nisbah voltan.
  2. Gunakan imbangan volt-saat pada induktor: voltan induktor purata sepanjang satu tempoh ialah sifar.
  3. Cari voltan induktor semasa suis hidup, kemudian ΔIL = VL·D/(L·f).
  4. Untuk riak output, cari cas yang mengalir masuk dan keluar kapasitor; untuk sempadan CCM, tetapkan arus induktor purata sama dengan ΔIL/2.

Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Voltan pembahagi
Va = VsR2/(R1 + R2), Vb = VsR4/(R3 + R4)
Pengeluaran
Vab = Va − Vb
Imbangan
R1/R2 = R3/R4
Jambatan wayar gelongsor
R/Rx = l/(100 − l)
Rintangan Thévenin
Rth = R1∥R2 + R3∥R4
Faktor tolok
ΔR/R = GF·ε
Output jambatan
suku Vs·GF·ε/4, separuh Vs·GF·ε/2, penuh Vs·GF·ε
Perubahan kecil, satu lengan
Vab ≈ Vs·ΔR/(4R)
Tegasan
σ = E·ε

Kaedah

  1. Anggap jambatan sebagai dua pembahagi voltan merentasi bekalan yang sama.
  2. Untuk keseimbangan, tetapkan R₁/R₂ = R₃/R₄ dan selesaikan untuk perintang yang tidak diketahui.
  3. Untuk jambatan tak seimbang, cari Va dan Vb daripada pembahagi dan tolakkannya; gunakan setara Thévenin apabila meter membebani output.
  4. Untuk tolok terikan, tukarkan terikan kepada ΔR/R = GF·ε dan gunakan Vs·GF·ε/4, /2 atau ×1 bagi jambatan suku, separuh atau penuh.

Logik digital: get, peta K & flip-flop

Get asas
A·B, A + B, A′, (A·B)′, (A + B)′, A ⊕ B
Peraturan Boolean
X + X′ = 1, X·X′ = 0, X + XY = X, XY + XY′ = X
De Morgan
(X·Y)′ = X′ + Y′, (X + Y)′ = X′·Y′
Susunan peta Karnaugh
00, 01, 11, 10 (Gray code)
Kumpulan 2ᵏ sel
kehilangan k pemboleh ubah
Multipleks 4-ke-1
F = A′B′I0 + A′BI1 + AB′I2 + ABI3
Flip-flop
D: Q⁺ = D, T: Q⁺ = T ⊕ Q, JK: Q⁺ = JQ′ + K′Q
Pembilang
n-bit: 2ⁿ keadaan; mod-N: n terkecil dengan 2ⁿ ≥ N; fout = fclk/N
Pembilang riak
fmax = 1/(n·tpd)
Pembilang gelang dan Johnson
n dan 2n keadaan

Kaedah

  1. Untuk litar, bekerja dari input ke output satu get pada satu masa dan tulis nilai pada setiap wayar, atau tulis ungkapannya dan isi jadual kebenaran.
  2. Untuk pemudahan, letakkan 1 (dan tidak peduli sebagai X) ke dalam peta Karnaugh dengan baris dan lajur kod Gray: 00, 01, 11, 10.
  3. Liputi 1 dengan kumpulan sesedikit dan sebesar mungkin yang berisi 1, 2, 4, 8 atau 16 sel, menyambung melepasi tepi; setiap kumpulan ialah satu sebutan hasil darab yang terdiri daripada pemboleh ubah yang kekal malar. Kumpulkan 0 untuk bentuk POS.
  4. Untuk flip-flop dan pembilang, baca input pada setiap pinggir jam yang aktif, tulis keadaan selepas setiap pinggir, dan ingat bahawa pembilang n-bit berpusing semula selepas 2ⁿ keadaan.

2Soalan latihan

1.Diod & transistorSederhana
+−24 VR = ?2 × 2 V20 mA

2 LED merah (voltan depan 2 V setiap satu) disambung bersiri dengan perintang kepada bekalan 24 V. Cari rintangan R yang menetapkan arus kepada 20 mA.

Vs = 24 VVF = 2 Vn = 2I = 20 mA
R = Ω
2.Diod & transistorSukar
RC​ = 330 Ωβ = 200VCC​ = 12 V3.3 VRB​ = ?

Satu transistor NPN dengan β = 200 menyuis perintang beban 330 Ω yang disambung antara VCC = 12 V dan pengumpulnya. Pemancar dibumikan. Tapak dipacu daripada keluaran logik 3.3 V melalui perintang tapak RB. Ambil VBE = 0.7 V dan VCE(sat) = 0.2 V. Cari perintang tapak terbesar RB, dalam kΩ, yang masih memacu transistor tepat ke dalam ketepuan.

VCC = 12 VRC = 330 Ωβ = 200Vin = 3.3 VVBE = 0.7 VVCE(sat) = 0.2 V
RB = kΩ
3.Litar op-ampSederhana
−+Vout​Rf​ = 22 kΩR1​ = 1 kΩVin​ = 1.5 VRa​ = 4.7 kΩRb​ = 2 kΩ

Op-amp adalah unggul dan beroperasi daripada bekalan ±15 V. Cari voltan keluaran Vout.

Vin = 1.5 VRa = 4.7 kΩRb = 2 kΩR1 = 1 kΩRf = 22 kΩ
Vout = V
4.Litar op-ampSukar
−+Vout​C = 0.47 µFVin​ = −1.6 VR = 10 kΩ

Pengamir menggunakan op-amp unggul dengan bekalan ±15 V; keluarannya tepu pada ±12 V. Kapasitor tidak bercas apabila masukan malar Vin = −1.6 V dikenakan pada t = 0. Cari voltan keluaran Vout pada t = 10 ms.

Vin = −1.6 VR = 10 kΩC = 0.47 µFVsat = ±12 Vt = 10 ms
Vout = V
5.Fana RC & RLSederhana
+−Vs​15 Vt = 0R1​ = 3.3 kΩR2​ = 3.3 kΩC47 µF+−vC​

Sumber Vₛ mengecas kapasitor melalui R₁, dan R₂ disambung selari dengan C. Kapasitor tidak bercas apabila suis ditutup pada t = 0. Cari voltan kapasitor vC pada t = 50 ms.

Vs = 15 VR1 = 3.3 kΩR2 = 3.3 kΩC = 47 µFt = 50 ms
vC = V
6.Fana RC & RLSukar
+−Vs​10 Vt = 0R = 3.3 kΩC10 µF+−vC​vC​(0) = 6 V

Sejurus sebelum suis ditutup pada t = 0, kapasitor menyimpan 6 V dengan polariti seperti yang ditunjukkan. Cari voltan kapasitor vC pada t = 75 ms.

Vs = 10 VR = 3.3 kΩC = 10 µFvC(0) = 6 Vt = 75 ms
vC = V
7.Perintang bersiri & selariSederhana
R1​ = 20 ΩIR1​R3​ = 5 Ω+−V1​10 VR2​2 ΩAR4​4 ΩB

Cari arus IR1 yang dibekalkan oleh sumber, yang mengalir melalui R1.

V1 = 10 VR1 = 20 ΩR2 = 2 ΩR3 = 5 ΩR4 = 4 Ω
IR1 = A
8.Perintang bersiri & selariSukar
R1​ = 15 ΩR3​ = 12 ΩR5​ = 3 Ω+−V1​15 VR2​2 ΩIR2​AR4​20 ΩBR6​12 Ω

Cari arus IR2 melalui R2.

V1 = 15 VR1 = 15 ΩR2 = 2 ΩR3 = 12 ΩR4 = 20 ΩR5 = 3 ΩR6 = 12 Ω
IR2 = A
9.Penukar DC-DCSederhana
+−9 VLSCR = 12 Ω+−15 V

Penukar boost unggul menukar 9 V kepada 15 V untuk beban 12 Ω. Cari arus induktor purata IL.

Vin​ = 9 VVo​ = 15 VR = 12 Ω
IL = A
10.Penukar DC-DCSukar
tiL​Imax​IL​DTT2T

Penukar buck-boost menyongsang unggul menukar 9 V kepada −9 V untuk beban 2 Ω pada 20 kHz. Cari kearuhan terkecil Lcrit untuk pengaliran selanjar.

Vin​ = 9 VVo​ = −9 Vf = 20 kHzR = 2 Ω
Lcrit = µH
11.Jambatan Wheatstone & tolok terikanSederhana
+−3 V400 Ω400 Ω400 Ω400 Ωab+−

Tolok terikan 400 Ω ialah satu lengan (R₂) jambatan dengan empat lengan 400 Ω yang sama dan pengujaan 3 V. Cari kuasa Pg yang dilesapkan dalam tolok, dalam mW. Pemanasan sendiri mengehadkan pengujaan.

Vs = 3 VR = 400 Ω
Pg = mW
12.Jambatan Wheatstone & tolok terikanSukar
+−V1000 Ω1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−

Tolok terikan 1000 Ω dengan faktor tolok 2.12 dilekatkan pada bar keluli. Di bawah beban rintangannya naik sebanyak 3.18 Ω. Cari terikan ε dalam mikroterikan (µε).

R = 1000 ΩGF = 2.12ΔR = 3.18 Ω
ε = µε
13.Logik digital: get, peta K & flip-flopSederhana
MUX1I0​0I1​CI2​CI3​ABS1​S0​F

Multipleks 4-ke-1 mempunyai input pilih S₁ = A dan S₀ = B, dan input datanya diikat kepada I₀ = 1, I₁ = 0, I₂ = C, I₃ = C. Bagi berapa daripada 8 gabungan A, B dan C output F = 1? Cari N.

I₀ = 1I₁ = 0I₂ = CI₃ = C
N =
14.Logik digital: get, peta K & flip-flopSukar
DQ3​Q3​DQ2​Q2​DQ1​Q1​DQ0​Q0​CLKRING

Pembilang gelang 4-bit Q₃Q₂Q₁Q₀ bermula pada 1100. Pada setiap pinggir jam bit beranjak satu tempat ke kanan (Q₃ → Q₂ → Q₁ → Q₀) dan Q₃ menerima Q₀. Beri keadaan Q = Q₃Q₂Q₁Q₀ sebagai nombor perpuluhan selepas 9 pinggir jam.

Q₃Q₂Q₁Q₀ = 11009
Q =

3Larutan

1.Diod & transistor

Jawapan: R = 1000 Ω

Litar LED dan diod: LED pincang depan menyusutkan kira-kira voltan depannya VF (kira-kira 2 V untuk merah, 3 V untuk biru atau putih), walau apa pun arusnya. Perintang siri menetapkan arus: R = (Vs − n·VF)/I untuk n LED bersiri. Dengan model diod yang lebih tepat V = V₀ + I·rd, titik operasi ialah di mana garis diod bertemu garis beban I = (Vs − V)/R, jadi I = (Vs − V₀)/(R + rd).

Voltan merentasi perintang

VR = 24 − 2·2 = 20 V

Rintangan

R = 20/0.02 = 1000 Ω

Jawapan

R = 1000 Ω

Perintang melesapkan 400 mW.

2.Diod & transistor

Jawapan: RB = 14.54 kΩ

BJT sebagai suis: untuk menghidupkan beban sepenuhnya, transistor dipacu ke dalam ketepuan, di mana VCE = VCE(sat) dan arus pengumpul ditentukan oleh beban: IC(sat) = (VCC − VCE(sat))/RC. Ketepuan memerlukan sekurang-kurangnya IB = IC(sat)/β. Jika arus tapak lebih kecil, transistor kekal aktif dan IC = β·IB.

Arus pengumpul dalam ketepuan

IC(sat) = (12 − 0.2)/330 = 35.76 mA

Arus tapak minimum

IB(min) = IC(sat)/β = 35.76/200 = 178.8 µA

Perintang tapak

RB = (3.3 − 0.7)/IB = 2.6 V/0.1788 mA = 14.54 kΩ

Jawapan

RB = 14.54 kΩ

Sebarang perintang tapak yang lebih kecil juga menepukan transistor; dalam amalan anda memilih yang beberapa kali ganda lebih kecil.

3.Litar op-amp

Jawapan: Vout = 10.3 V

Peraturan op-amp unggul: dengan suap balik negatif, op-amp memacu keluarannya supaya kedua-dua masukannya berada pada voltan yang sama (V₋ = V₊), dan tiada arus mengalir ke dalam mana-mana masukan. Menulis KCL pada masukan songsang dengan dua fakta ini memberikan keluaran.

Voltan pada masukan +

V₊ = Vin·Rb/(Ra + Rb) = 1.5·2/(4.7 + 2) = 0.4478 V

Gandaan tidak menyongsang

V₋ = V₊, dan arus melalui R₁ juga mengalir melalui Rf.

Vout = V₊·(1 + Rf/R1) = 0.4478·(1 + 22/1) = 10.3 V

Jawapan

Vout = 10.3 V
4.Litar op-amp

Jawapan: Vout = 3.404 V

Peraturan op-amp unggul: dengan suap balik negatif, op-amp memacu keluarannya supaya kedua-dua masukannya berada pada voltan yang sama (V₋ = V₊), dan tiada arus mengalir ke dalam mana-mana masukan. Menulis KCL pada masukan songsang dengan dua fakta ini memberikan keluaran.

Arus masukan dan kadar cerun

kΩ darab µF memberikan milisaat.

RC = 10 kΩ · 0.47 µF = 4.7 ms
kadar cerun = −Vin/(RC) = −(−1.6)/4.7 = 0.3404 V/ms

Keluaran pada masa yang diberikan

Nilai unggul terletak di dalam ±Vsat, maka pengamir belum terpotong.

Vout = −Vin·t/(RC) = −(−1.6)·10/4.7 = 3.404 V

Jawapan

Vout = 3.404 V
5.Fana RC & RL

Jawapan: vC = 3.564 V

Fana peringkat pertama: dalam litar dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap voltan dan arus bergerak secara eksponen daripada nilai awalnya kepada nilai akhirnya: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Selepas kira-kira 5τ litar telah mantap.

Setara Thévenin yang dilihat kapasitor

Pintaskan sumber untuk mencari Rth; buka kapasitor untuk mencari voltan yang akan dicapainya.

Rth = R1 ∥ R2 = 3.3·3.3/(3.3 + 3.3) = 1.65 kΩ
vC(∞) = 15·3.3/(3.3 + 3.3) = 7.5 V

Pemalar masa

τ = Rth·C = 1.65·47 = 77.55 ms

Lengkung pengecasan

vC(t) = 7.5·(1 − e−50/77.55) = 3.564 V

Jawapan

vC = 3.564 V
6.Fana RC & RL

Jawapan: vC = 9.588 V

Fana peringkat pertama: dalam litar dengan satu kapasitor atau satu induktor, setiap voltan dan arus bergerak secara eksponen daripada nilai awalnya kepada nilai akhirnya: x(t) = x(∞) + [x(0) − x(∞)]·e−t/τ, dengan τ = RC atau τ = L/R. Selepas kira-kira 5τ litar telah mantap.

Nilai awal, nilai akhir, pemalar masa

Voltan kapasitor tidak boleh melompat, jadi ia bermula pada nilai yang tersimpan dan menuju ke voltan sumber.

vC(0) = 6 V, vC(∞) = Vs = 10 V
τ = R·C = 3.3 kΩ · 10 µF = 33 ms
vC(t) = 10 + (6 − 10)·e−t/τ

Voltan pada masa yang diberi

vC(75) = 10 + (−4)·e−75/33 = 9.588 V

Jawapan

vC = 9.588 V
7.Perintang bersiri & selari

Jawapan: IR1 = 0.4622 A

Perintang bersiri dan selari: dalam sambungan bersiri arus yang sama mengalir melalui setiap perintang dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam sambungan selari setiap perintang mempunyai voltan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Rangkaian tangga dipermudahkan sepasang demi sepasang sehingga tinggal satu rintangan setara.

R1​ = 20 ΩR3​ = 5 Ω+−V1​10 VR2​2 ΩAR4​4 ΩB

Gabungkan perintang dari hujung yang jauh

Mulakan dari hujung yang paling jauh daripada sumber dan bergerak balik ke arahnya. Perintang yang membawa arus yang sama adalah bersiri; perintang merentasi dua nod yang sama adalah selari.

R3 + R4 = 5 + 4 = 9 Ω
R2 ∥ 9 = 2·9/(2+9) = 1.636 Ω
Req = R1 + 1.636 = 20 + 1.636 = 21.64 Ω

Arus daripada sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberikan arus yang dibekalkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 10/21.64 = 0.4622 A

Jawapan

IR1 = 0.4622 A
8.Perintang bersiri & selari

Jawapan: IR2 = 0.8126 A

Perintang bersiri dan selari: dalam sambungan bersiri arus yang sama mengalir melalui setiap perintang dan R = R₁ + R₂ + …. Dalam sambungan selari setiap perintang mempunyai voltan yang sama dan 1/R = 1/R₁ + 1/R₂ + …. Rangkaian tangga dipermudahkan sepasang demi sepasang sehingga tinggal satu rintangan setara.

R1​ = 15 ΩR3​ = 12 ΩR5​ = 3 Ω+−V1​15 VR2​2 ΩAR4​20 ΩBR6​12 Ω

Gabungkan perintang dari hujung yang jauh

Mulakan dari hujung yang paling jauh daripada sumber dan bergerak balik ke arahnya. Perintang yang membawa arus yang sama adalah bersiri; perintang merentasi dua nod yang sama adalah selari.

R5 + R6 = 3 + 12 = 15 Ω
R4 ∥ 15 = 8.571 Ω
R3 + 8.571 = 20.57 Ω
R2 ∥ 20.57 = 1.823 Ω
Req = R1 + 1.823 = 15 + 1.823 = 16.82 Ω

Arus daripada sumber

Sumber hanya melihat Req, jadi hukum Ohm memberikan arus yang dibekalkannya. Arus itu mengalir melalui R₁.

IR1 = V1/Req = 15/16.82 = 0.8916 A

Arus melalui R₂

Tolak susutan merentasi R₁ untuk mendapatkan voltan pada nod A, iaitu voltan merentasi R₂.

VA = V1 − IR1·R1 = 15 − 0.8916·15 = 1.625 V
IR2 = VA/R2 = 1.625/2 = 0.8126 A

Jawapan

IR2 = 0.8126 A
9.Penukar DC-DC

Jawapan: IL = 2.083 A

Penukar DC-DC: suis S dihidupkan untuk pecahan D bagi setiap tempoh T = 1/f. Dalam keadaan mantap voltan purata induktor ialah sifar (imbangan volt-saat), yang memberikan nisbah penukaran unggul dalam pengaliran selanjar: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost menyongsang |Vo| = Vin·D/(1 − D). Penukar unggul mengekalkan kuasa: Vin·Iin = Vo·Io. Semasa S hidup, arus induktor naik sebanyak ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak output ialah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor hanya menyentuh sifar (sempadan CCM) apabila arus induktor purata sama dengan ΔIL/2.

Kitar tugas

D = 1 − 9/15 = 0.4

Arus beban

Io = 15/12 = 1.25 A

Arus induktor

IL = Io/(1 − D) = 1.25/0.6 = 2.083 A

Jawapan

IL = 2.083 A
10.Penukar DC-DC

Jawapan: Lcrit = 12.5 µH

Penukar DC-DC: suis S dihidupkan untuk pecahan D bagi setiap tempoh T = 1/f. Dalam keadaan mantap voltan purata induktor ialah sifar (imbangan volt-saat), yang memberikan nisbah penukaran unggul dalam pengaliran selanjar: buck Vo = D·Vin, boost Vo = Vin/(1 − D), buck-boost menyongsang |Vo| = Vin·D/(1 − D). Penukar unggul mengekalkan kuasa: Vin·Iin = Vo·Io. Semasa S hidup, arus induktor naik sebanyak ΔIL = VL·D·T/L, dengan VL = Vin − Vo untuk buck dan Vin untuk boost dan buck-boost. Riak output ialah ΔVo = ΔIL/(8fC) untuk buck dan Io·D/(fC) untuk boost dan buck-boost. Arus induktor hanya menyentuh sifar (sempadan CCM) apabila arus induktor purata sama dengan ΔIL/2.

Kitar tugas

D = 9/(9 + 9) = 0.5

Syarat sempadan

Tetapkan arus induktor purata sama dengan separuh arus riak dan selesaikan untuk L.

Lcrit = (1 − D)²·R/(2f)

Kearuhan genting

Lcrit = (1 − 0.5)²·2/(220·10³) = 12.5 µH

Jawapan

Lcrit = 12.5 µH
11.Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Jawapan: Pg = 5.625 mW

Jambatan Wheatstone: dua pembahagi voltan berkongsi satu bekalan Vs. Pembahagi kiri R1–R2 memberikan Va = Vs·R2/(R1 + R2) dan pembahagi kanan R3–R4 memberikan Vb = Vs·R4/(R3 + R4); outputnya ialah Vab = Va − Vb. Jambatan seimbang (Vab = 0, tiada arus dalam meter) apabila R1/R2 = R3/R4, iaitu R1·R4 = R2·R3. Dilihat dari output, jambatan ialah sumber Thévenin dengan Rth = R1∥R2 + R3∥R4.

Voltan merentasi tolok

V = 3/2 = 1.5 V

Kuasa

Pg = 1.5²/400 = 5.625 mW

Jawapan

Pg = 5.625 mW
12.Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Jawapan: ε = 1500 µε

Tolok terikan: tolok mengubah rintangannya dengan terikan: ΔR/R = GF·ε, dengan faktor tolok GF kira-kira 2 untuk kerajang logam. Dalam jambatan dengan semua lengan sama dengan R, satu tolok aktif (jambatan suku) memberikan Vo ≈ Vs·GF·ε/4. Dua tolok aktif dengan terikan bertentangan pada lengan bersebelahan (jambatan separuh) memberikan Vs·GF·ε/2, dan empat (jambatan penuh) memberikan Vs·GF·ε. Tegasan diperoleh daripada hukum Hooke, σ = E·ε. Sel beban menyatakan kepekaannya dalam mV/V: output pada beban penuh bagi setiap volt pengujaan.

Perubahan rintangan relatif

ΔR/R = 3.18/1000 = 0.00318

Terikan

ε = 0.00318/2.12 = 0.0015 = 1500 µε

Jawapan

ε = 1500 µε
13.Logik digital: get, peta K & flip-flop

Jawapan: N = 4

Multipleks: multipleks 2ⁿ-ke-1 menyalurkan satu input datanya ke output; talian pilih, dibaca sebagai nombor perduaan, menentukan yang mana satu. Untuk MUX 4-ke-1 dengan pilih S₁S₀ = AB, F = A′B′·I₀ + A′B·I₁ + AB′·I₂ + AB·I₃. Mengikat input data kepada 0, 1, C atau C′ membolehkan MUX menghasilkan sebarang fungsi bagi A, B dan C, yang merupakan cara lazim untuk membina logik dengan satu cip.

Ungkapan output

F = A′B′ + AB′C + ABC

Baris dengan F = 1

ABC = 000, 001, 101, 111
N = 4

Jawapan

N = 4
14.Logik digital: get, peta K & flip-flop

Jawapan: Q = 6

Flip-flop dan pembilang: flip-flop hanya berubah pada pinggir jam yang aktif. D menyalin inputnya (Q⁺ = D); T bertukar keadaan apabila T = 1; JK kekal untuk 00, set semula untuk 01, set untuk 10 dan bertukar keadaan untuk 11. Pembilang perduaan n-bit mempunyai 2ⁿ keadaan dan mengira modulo 2ⁿ; pembilang mod-N mengira 0, 1, …, N − 1 dan kembali ke 0, dan memerlukan flip-flop sebanyak n terkecil dengan 2ⁿ ≥ N. Setiap peringkat pembilang riak membahagi dua frekuensi, maka output terakhir pembilang mod-N berjalan pada fclk/N. Pembilang Johnson dengan n flip-flop mempunyai 2n keadaan, pembilang gelang n.

Keadaan selepas setiap pinggir

1100 → 0110 → 0011 → 1001 → 1100 → 0110 → 0011 → 1001 → 1100 → 0110

Nilai perpuluhan

0110₂ = 6

Jawapan

Q = 6

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1