Klausur. Grundlagen der Elektrotechnik II WS 06/ Februar Name Matrikelnummer Studiengang

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1 . Klausur Grundlagen der Elekroechnik II W 06/07. Februar 007 Nae Marikelnuer udiengang Aufgabe Thea Max. Punke Erreiche Punke Transisor 9 auschen 4 OPV 8 4 igial 9 ue 0 Hinweise: Es sind keinerlei Unerlagen oder sonsige Hilfsiel zugelassen. Alle Lösungsbläer üssen forlaufend nuerier und jeweils i Nae und Marikelnuer versehen werden. In die Bewerung fließ sowohl das Endergebnis als auch säliche Zwischen- und Nebenrechnungen. Bei der Angabe ehrerer Lösungen für eine Aufgabe wird diese i Null bewere. ie erreichbaren Punke für die einzelnen Teilaufgaben sind in recheckigen Klaern a Ende der jeweiligen Teilaufgabe angegeben. TU-Berlin /5 GdETII/W0607

2 Transisorschalung: +U b T T U a U e U U E U e U a U b Gegeben is die obensehende chalung i den zwei gleichen Transisoren T und T.. Wie heiß diese chalung und worin lieg ihr Voreil? Wo lieg ihr bevorzuges Einsazgebie? Wodurch wird in der Praxis der Eierwidersand E eis ersez? [.0P]. Zeichnen ie das vereinfache π-ersazschalbild für T und T (Ohne ückwirkung!) i der Bezeichnung der Eleene. [0.5P]. Wie sieh das Kleinsignal-Ersazschalbild der Gesaschalung aus? [.0P] 4. Welche Beziehung herrsch zwischen den ignalspannungen u e und u e (a) bei reiner Gleichakanseuerung (b) bei reiner ifferenzanseuerung? [.0P] 5. Welcher ignalspannungsabfall enseh i Fall (4b) an E? [0.5P] 6. Erieln ie für den Fall (4b) die Leerlauf-ignalspannungen u a und u a. Welche Versärkung ergib sich? [0.5P] 7. Erieln ie den ignalspannungsabfall an E für den Fall (4a) (Hierbei kann die chalung zur Verkürzung der echnung halbier werden.) [.5P] 8. Wie groß is die für T verbleibende euerspannung u? [0.5P] 9. Welche Versärkung u a/u e ergib sich uner Vernachlässigung des Ausgangsleiweres g von T? [0.5P] 0. Welche Gleichakunerdrückung ergib sich bei Vergleich der Ergebnisse von Punk (6) (auch hier g = 0 sezen) und Punk (9)? [.0P]. Welchen Zahlenwer ni die Gleichakunerdrückung an für E = 50Ω bei eine Kollekorsro von A je Transisor? [0.5P] Wie groß uss dafür U b sein, wenn T und T iliziu-transisoren sind? [0.5P] TU-Berlin /5 GdETII/W0607

3 auschen: U + b L G T i U G Gegeben is die obensehende chalung i eine MO-FET i = 50Ω, G = MΩ, k T = 4 0 [W s], B = 0kHz, U = 4 k T B, I = 4 k T B/. Welche Grundschalung lieg vor? Is der FET vo selbsleienden oder selbssperrenden Typ? [0.5P]. Welche Baueleene rauschen, welche nich? Geben ie die auschursachen der rauschenden Baueleene an. [.5P]. Gib es ein Baueleen, dessen auschen sich nich a Ausgang der chalung auswirk? [0.5P] 4. Zeichnen ie ein π-kleinsignal-ersazschalbild isa de auschersaz-vierpol des FET (U und I P ). abei sollen die Eingangsipedanz g und die ückwirkung g vernachlässig werden. [0.5P] 5. Besien ie, gerenn, die auschspannungsquadrae von i, G, U = 00nV und I P = pa und vergleichen ie diese. [.0P] TU-Berlin /5 GdETII/W0607

4 Operaionsversärker: + Ue Ud U a (α ) Gegeben sei die obige akive Filer-chalung i eine idealen Operaionsversärker.. Welche Eigenschafen weis ein idealer Operaionsversärker bezüglich seines Eingangs- und Ausgangswidersandes, seiner ifferenz- und Gleichakversärkung auf? [.0P]. Zeichnen ie das regelungsechnische Blockschaldiagra, besehend aus de Versärkerblock (V ), de Vorwärs- (k e ) und de ückkopplungsblock (k r ). [0.5P]. Berechnen ie anhand des gezeichneen Blockschaldiagras die Gesaüberragungsfunkion der chalung V als Funkion von V, k e und k r. [.0P] 4. Erieln ie für die gegebene chalung die eail-chalungen der drei Blöcke und berechnen ie deren Überrangungsfunkionen. abei können die folgenden Vereinfachungen geach werden: = =, =, = = und = τ. [4.0P] Hinweis: Benuzen ie zur Berechnung von k e und k r das nachfolgende Nezwerk i der ensprechenden Überragungsfunkion: I I =0 Z Z U U Z U U = + Z +Z + Z Z ( + Z ) 5. Berechnen ie uner Verwendung der Ergebnisse aus () und (4) die Gesaüberragungsfunkion der gegebenen chalung. [0.5P] Wie uss α gewähl werden u die Überragungsfunkion eines idealen Bandpasses erser Ordnung zu bekoen? [.0P] TU-Berlin 4/5 GdETII/W0607

5 4 igialechnik (/5 Takfrequenzeiler) LK Es soll ein synchroner /5 Takfrequenzeiler uner Verwendung von flankengeseueren -Flipflops enworfen werden. abei soll ein Zyklus i den folgenden Zusänden durchlaufen werden: 0 0 0, 0 0, 0 0, 0 0, 0.. Erieln ie die logischen Verknüpfungen zwischen den Ein- und Ausgängen der -Flipflops und kopleieren ie die obensehende chalung. abei soll wie folg vorgegangen werden: Aufsellung der Zusandsfolgeabelle [0.5] Aufsellung der KV-iagrae [.5] Erilung der logischen Verknüpfungen (Verwenden ie je nach Günsigkei die Miner- oder die Maxer-Mehode) [.0]. Verwenden ie die vorgezeichnee Tabelle und die vorgezeichneen iagrae : + : + :. ie verwendeen -Flipflops seien durch die abfallende Takflanke geseuer kizzieren ie das Zeidiagra der drei Ausgangssignale (,, ) i Verhälnis zu Taksignal (). An welchen Ausgängen kann ein durch 5 geeiler Tak ennoen werden? [.0P] LK. Überprüfen ie Ihren Enwurf auf seine Zuverlässigkei. abei uß gewährleise sein, daß auch ein fehlerhafes Aufauchen (z.b. bei Einschalen) einer der drei öglichen, nich verwendeen Zusände (, 0, 0 ) ier in den gewünschen Zyklus führ. [.0P] 4. Zeichnen ie das gesae Zusandsdiagra. [.0P] 5. Zählen ie diesen Frequenzeiler zu den chalnezen oder zu den chalwerken, is die chalung synchron oder asynchron? (Mi Bergründung!) [.0P] TU-Berlin 5/5 GdETII/W0607