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
RC​ = 1 kΩβ = 150IC​ = ?RE​ = 680 ΩVCC​ = 20 VR1​ = 22 kΩR2​ = 15 kΩ

Satu transistor NPN dengan β = 150 mempunyai pincang pembahagi voltan daripada VCC = 20 V: R₁ = 22 kΩ dari VCC ke tapak dan R₂ = 15 kΩ dari tapak ke bumi. Perintang pengumpul ialah RC = 1 kΩ dan perintang pemancar ialah RE = 680 Ω. Ambil VBE = 0.7 V dan gunakan setara Thévenin bagi pembahagi (jangan abaikan arus tapak). Cari arus pengumpul IC dalam mA.

VCC = 20 VR1 = 22 kΩR2 = 15 kΩRC = 1 kΩRE = 680 Ωβ = 150
IC = mA
2.Diod & transistorSukar
V (V)I (mA)0.65927.27Q = ?

Diod dimodelkan sebagai 0.65 V bersiri dengan 20 Ω (ia mengalir di atas 0.65 V). Ia bersiri dengan perintang 330 Ω merentasi bekalan 9 V. Cari arus operasi ID di mana garis diod bertemu garis beban.

Vs = 9 VR = 330 ΩV0 = 0.65 Vrd = 20 Ω
ID = mA
3.Litar op-ampSederhana
−+Vout​Rf​ = 100 kΩR1​ = 47 kΩVin​ = 1.5 VRa​ = 22 kΩRb​ = 4.7 kΩ

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

Vin = 1.5 VRa = 22 kΩRb = 4.7 kΩR1 = 47 kΩRf = 100 kΩ
Vout = V
4.Litar op-ampSukar
−+Vout​Rf​ = 2 kΩV1​ = −1.2 VR1​ = 22 kΩV2​ = 1.4 VR2​ = 1 kΩ

Penguat penambah menggunakan op-amp unggul dengan bekalan ±15 V. Cari voltan keluaran Vout.

V1 = −1.2 VV2 = 1.4 VR1 = 22 kΩR2 = 1 kΩRf = 2 kΩ
Vout = V
5.Fana RC & RLSederhana
+−Vs​10 Vt = 0R = 20 ΩL10 mHi(t)

Induktor tidak membawa arus sebelum suis ditutup pada t = 0. Cari tenaga W yang tersimpan dalam induktor pada t = 1 ms, dalam mJ.

Vs = 10 VR = 20 ΩL = 10 mHt = 1 ms
W = mJ
6.Fana RC & RLSukar
+−Vs​15 Vterbuka pada t = 0R1​ = 1 kΩR2​ = 10 kΩi2​C33 µF+−vC​

Suis telah ditutup untuk masa yang lama, maka litar berada dalam keadaan mantap. Pada t = 0 suis dibuka. Cari arus i2 melalui R2 pada t = 500 ms.

Vs = 15 VR1 = 1 kΩR2 = 10 kΩC = 33 µFt = 500 ms
i2 = mA
7.Perintang bersiri & selariSederhana
R1​ = 5 ΩIR1​R3​ = 10 Ω+−V1​30 VR2​20 ΩAR4​12 ΩB

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

V1 = 30 VR1 = 5 ΩR2 = 20 ΩR3 = 10 ΩR4 = 12 Ω
IR1 = A
8.Perintang bersiri & selariSukar
R1​ = 4 ΩR3​ = 2 ΩR5​ = 2 Ω+−V1​6 VR2​20 ΩAR4​8 ΩBR6​5 Ω

Cari rintangan setara Req yang dilihat oleh sumber V1.

V1 = 6 VR1 = 4 ΩR2 = 20 ΩR3 = 2 ΩR4 = 8 ΩR5 = 2 ΩR6 = 5 Ω
Req = Ω
9.Penukar DC-DCSederhana
tiL​Imax​Imin​ΔI = ?DTT2T

Penukar buck unggul menukar 9 V kepada 2.7 V pada 50 kHz dengan L = 100 µH. Cari arus riak puncak-ke-puncak induktor ΔIL.

Vin​ = 9 VVo​ = 2.7 Vf = 50 kHzL = 100 µH
ΔIL = A
10.Penukar DC-DCSukar
tiL​Imax​IL​DTT2T

Penukar buck unggul menukar 36 V kepada 10.8 V untuk beban 10 Ω pada 40 kHz. Cari kearuhan terkecil Lcrit untuk pengaliran selanjar.

Vin​ = 36 VVo​ = 10.8 Vf = 40 kHzR = 10 Ω
Lcrit = µH
11.Jambatan Wheatstone & tolok terikanSederhana
+−3 V400 Ω400 Ω + ΔR400 Ω400 Ωab+−Vab​ = ?

Jambatan mempunyai empat lengan 400 Ω dan Vs = 3 V. Penderia R₂ bertambah sebanyak ΔR = 20 Ω. Cari output tepat Vab dalam mV.

Vs = 3 VR = 400 ΩΔR = 20 Ω
Vab = mV
12.Jambatan Wheatstone & tolok terikanSukar
+−5 V1000 Ω − ΔR1000 Ω + ΔR1000 Ω1000 Ωab+−Vo​ = ?

Jambatan dengan lengan 1000 Ω diujakan dengan 5 V dan mempunyai dua tolok aktif pada lengan bersebelahan, satu dalam tegangan dan satu dalam mampatan (jambatan separuh). Faktor tolok ialah 2.1 dan terikan ialah 1200 µε. Cari output jambatan Vo dalam mV.

Vs = 5 VGF = 2.1ε = 1200 µε
Vo = mV
13.Logik digital: get, peta K & flip-flopSederhana
MUX1I0​0I1​C′I2​C′I3​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 = C′I₃ = C′
N =
14.Logik digital: get, peta K & flip-flopSukar
ABCD00011110000111100001031214050706X12113X151141809011X10

Cari bentuk SOP minimum bagi F(A, B, C, D) = Σm(2, 4, 8, 13, 14) + d(10, 12, 15), dengan d menandakan keadaan tidak peduli. Berapa banyak literal L yang terkandung dalamnya?

F(A, B, C, D) = Σm(2, 4, 8, 13, 14) + d(10, 12, 15)
L =

3Larutan

1.Diod & transistor

Jawapan: IC = 9.957 mA

Titik pincang BJT: dalam kawasan aktif VBE = 0.7 V, IC = β·IB dan IE = (β + 1)·IB. Cari IB daripada gelung tapak dengan KVL, kemudian IC, kemudian VCE daripada gelung pengumpul–pemancar. Pembahagi voltan pada tapak digantikan dengan setara Thévenin VTH = VCC·R₂/(R₁ + R₂), RTH = R₁∥R₂; perintang pemancar kelihatan (β + 1) kali lebih besar dalam gelung tapak.

Setara Thévenin bagi pembahagi

VTH = 20·15/(22 + 15) = 8.108 V
RTH = 22·15/(22 + 15) = 8.919 kΩ

Arus tapak

KVL mengelilingi gelung tapak; arus pemancar ialah (β + 1)·IB.

IB = (8.108 − 0.7)/(8.919 + 151·0.68) = 66.38 µA

Arus pengumpul

IC = 150·66.38 µA = 9.957 mA
IE = 151·66.38 µA = 10.02 mA

Jawapan

IC = 9.957 mA
2.Diod & transistor

Jawapan: ID = 23.86 mA

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).

Gabungkan kedua-dua persamaan

9 = 0.65 + I·(330 + 20)

Arus operasi

ID = 8.35/350 = 23.86 mA
VD = 0.65 + 0.02386·20 = 1.127 V

Jawapan

ID = 23.86 mA
3.Litar op-amp

Jawapan: Vout = 0.8258 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) = 1.5·4.7/(22 + 4.7) = 0.264 V

Gandaan tidak menyongsang

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

Vout = V₊·(1 + Rf/R1) = 0.264·(1 + 100/47) = 0.8258 V

Jawapan

Vout = 0.8258 V
4.Litar op-amp

Jawapan: Vout = −2.691 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

V₋ = 0, jadi setiap perintang masukan mempunyai voltan masukan penuhnya merentasinya.

I1 = V1/R1 = −1.2/22 = −0.05455 mA
I2 = V2/R2 = 1.4/1 = 1.4 mA
If = I1 + I2 = 1.345 mA

Voltan keluaran

Vout = −Rf·If = −2·1.345 = −2.691 V

Jawapan

Vout = −2.691 V
5.Fana RC & RL

Jawapan: W = 0.9346 mJ

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.

Pemalar masa dan arus akhir

Lama selepas suis ditutup, induktor berkelakuan seperti litar pintas, jadi arus akhir ditentukan oleh R sahaja.

τ = L/R = 10 mH / 20 Ω = 0.5 ms
i(∞) = Vs/R = 10/20 = 0.5 A

Arus pada masa yang diberi

i(t) = 0.5·(1 − e−1/0.5) = 0.4323 A

Tenaga tersimpan

W = ½·L·i² = ½·10·0.4323² = 0.9346 mJ

Jawapan

W = 0.9346 mJ
6.Fana RC & RL

Jawapan: i2 = 0.2997 mA

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.

Voltan awal kapasitor

Dalam keadaan mantap kapasitor ialah litar terbuka, maka R₁ dan R₂ membentuk pembahagi voltan. Voltan kapasitor tidak boleh melompat apabila suis dibuka.

vC(0) = 15·10/(1 + 10) = 13.64 V

Pemalar masa selepas suis dibuka

τ = R2·C = 10·33 = 330 ms

Nyahcas

vC(t) = 13.64·e−500/330 = 2.997 V
i2 = vC/R2 = 2.997/10 = 0.2997 mA

Jawapan

i2 = 0.2997 mA
7.Perintang bersiri & selari

Jawapan: IR1 = 1.938 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​ = 5 ΩR3​ = 10 Ω+−V1​30 VR2​20 ΩAR4​12 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 = 10 + 12 = 22 Ω
R2 ∥ 22 = 20·22/(20+22) = 10.48 Ω
Req = R1 + 10.48 = 5 + 10.48 = 15.48 Ω

Arus daripada sumber

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

IR1 = V1/Req = 30/15.48 = 1.938 A

Jawapan

IR1 = 1.938 A
8.Perintang bersiri & selari

Jawapan: Req = 8.456 Ω

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​ = 4 ΩR3​ = 2 ΩR5​ = 2 Ω+−V1​6 VR2​20 ΩAR4​8 ΩBR6​5 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 = 2 + 5 = 7 Ω
R4 ∥ 7 = 3.733 Ω
R3 + 3.733 = 5.733 Ω
R2 ∥ 5.733 = 4.456 Ω
Req = R1 + 4.456 = 4 + 4.456 = 8.456 Ω

Jawapan

Req = 8.456 Ω
9.Penukar DC-DC

Jawapan: ΔIL = 0.378 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 = 2.7/9 = 0.3

Voltan induktor semasa masa hidup

Semasa S hidup, induktor berada antara Vin dan Vo.

VL = 9 − 2.7 = 6.3 V

Arus riak

ΔIL = VL·D/(L·f) = 6.3·0.3/(100·10⁻⁶·50·10³) = 0.378 A

Jawapan

ΔIL = 0.378 A
10.Penukar DC-DC

Jawapan: Lcrit = 87.5 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 = 10.8/36 = 0.3

Syarat sempadan

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

Lcrit = (1 − D)·R/(2f)

Kearuhan genting

Lcrit = (1 − 0.3)·10/(240·10³) = 87.5 µH

Jawapan

Lcrit = 87.5 µH
11.Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Jawapan: Vab = 36.59 mV

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 nod

Va = 3·420/820 = 1.537 V
Vb = 1.5 V

Pengeluaran

Vab = 36.59 mV

Jawapan

Vab = 36.59 mV

Anggaran linear Vs·ΔR/(4R) = 37.5 mV adalah 2.5 % terlalu tinggi: jambatan suku tidak betul-betul linear.

12.Jambatan Wheatstone & tolok terikan

Jawapan: Vo = 6.3 mV

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 = 2.1·1200·10⁻⁶ = 0.00252

Output jambatan

Vo = Vs·GF·ε/2 = 5·0.00252/2 = 6.3 mV

Jawapan

Vo = 6.3 mV
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, 100, 110
N = 4

Jawapan

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

Jawapan: L = 10

Peta Karnaugh: sel disusun dalam kod Gray (00, 01, 11, 10), maka sel berjiran, termasuk yang merentasi tepi, berbeza pada tepat satu pemboleh ubah. Kumpulkan 1 dalam segi empat tepat berisi 1, 2, 4, 8 atau 16 sel, sebesar mungkin dan sesedikit mungkin, sehingga setiap 1 diliputi. Setiap kumpulan ialah satu sebutan hasil darab: pemboleh ubah yang kekal malar di dalamnya. Kumpulan 2ᵏ sel kehilangan k pemboleh ubah. Tidak peduli (X) boleh digunakan untuk membesarkan kumpulan tetapi tidak perlu diliputi. Mengumpulkan 0 pula memberi bentuk POS minimum.

Implikan perdana

Kumpulan terbesar yang boleh dibentuk daripada 1 dan X.

B′CD′, BC′D′, AD′, AB
ABCD00011110000111100001031214050706X12113X151141809011X10

Liputan minimum

F = B′CD′ + BC′D′ + AD′ + AB
L = 10

Jawapan

L = 10

ExamProblems · examproblems.com/courses/electronics-1