Institut für Informatik. Aufgaben zum Seminar Technische Informatik. Aufgabe Gruppenschaltung elektronischer Bauelmente

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1 UNIVERSITÄT LEIPZIG Institut für Informatik bt. Technische Informatik Dr. Hans-Joachim Lieske ufgaben zum Seminar Technische Informatik ufgabe Gruppenschaltung elektronischer auelmente Gegeben ist folgende Schaltung: Werte: D 1 = Diode 1 D 2 = Diode 2 D 3 = Diode 3 U E = 3V R 1 = 15 Ω R 2 = 34 Ω und die Kennlinien der Dioden. Die Kennlinien von D 1 und D 3 sind identisch. bb. 1 Für einfache etrachtungen können Diodenkennlinien als Einheit von zwei Geraden approximiert werden. ufgabe: estimmen Sie die usgangsspannung U, den Gesamtstrom I ges die Teilspannungen U D1,U D2,U D3 und U R1 über die Dioden und den Widerstand sowie die Teilströme I D1,I D2,I D3 und I R1 durch die Dioden und den Widerstand. 1. Konstuieren Sie die Ersatzkennlinie K 1 für die Reihenschaltung von Diode D 1 und Diode D 2. eachten Sie, daß sich hierbei die Spannungen addieren. 2. Konstuieren Sie die Ersatzkennlinie K 2 für die Reihenschaltung von Diode D 3 und Widerstand R 1. eachten Sie, daß sich hierbei die Spannungen addieren. 3. Konstuieren Sie die Ersatzkennlinie K 3 für die Parallelschaltung der Reihenschaltungen K 1 und K 2. eachten Sie, daß sich hierbei die Ströme addieren. 4. Konstruieren Sie die Widerstandsgeraden für R estimmen Sie aus der Widerstandsgeraden für R 2 und der Ersatzkennlinie K 3 den rbeitspunkt U, I ges des Systems aus D 1,D 2,D 3 und R estimmen Sie mithilfe der Ersatzkennlinien K 1 und K 2 die Ströme I 1 und I 2 durch die beiden Zweige. 7. estimmen Sie die Teilströme I D1,I D2,I D3 und I R1 durch die Dioden und den Widerstand 8. estimmen Sie mithilfe der Ersatzkennlinie K 1 und der Kennlinien von Diode D 1 und Diode D 2 die Teilspannungen U D1 und U D2. 9. estimmen Sie mithilfe der Ersatzkennlinie K 2 und der Kennlinien von Diode D 3 und Widerstand R 1 die Teilspannungen U D3 und U R1. Für die Intervalle sind explizite Werte anzugeben. ngaben wie "sonst" oder "Rest" sind nicht zulässig! Dr. H-J Lieske/Uni. Leipzig/ /Version5 WordPerfect - Datei: sa4as98.wpd - Dr. Lieske Juni Seite 1

2 ID/m 80 Diode 1,2,3 und Widerstand 1 R1=15Ω UD/V bb. 2 ufgabe erechnung einer Transistorschaltung mit Emitterwiderstand Dr. H-J Lieske/Uni. Leipzig/ /Version5 WordPerfect - Datei: sa4as98.wpd - Dr. Lieske Juni Seite 2

3 Gegeben ist folgende Schaltung: Werte: U = 12V I = 5m U E = 0,7V =β D = 300 I Q = 5 I Übliche Werte: U RE.0,1 U für U RE $ 0.5V... 1V U E.(U -U RE )/2 bb. 3 I Q = (5.. 10) I ufgabe: erechnen Sie die Widerstände der Schaltung. 1. erechnen Sie die Spannung U RE und den Emitterwiderstand R E. 2. erechnen Sie die Kollektor-Emitterspannung U E. 3. erechnen Sie die Spannung U RL und den Lastwiderstand R L. 4. erechnen Sie den asisstrom I mittels der Stromverstärkung. 5. erechnen Sie den Querstrom I Q 6. erechnen Sie die Widerstände R 1 und R 2 7. estimmen Sie die Werte der Widerstände aus der E48-Reihe (siehe Tabelle). Es sind die Werte zu nehmen die dem Normwert am nächsten sind. Stellen Sie die Ergebnisse in einer Tabelle dar. Für die erechnungen wird hier kein Kennlinienfeld benötigt. Dr. H-J Lieske/Uni. Leipzig/ /Version5 WordPerfect - Datei: sa4as98.wpd - Dr. Lieske Juni Seite 3

4 Reihen von Normwerten für elektrische auelemente E6 E12 E24 E48 E6 E12 E24 E48 ±20% ±10% ±5% ±2% ±20% ±10% ±5% ±2% 1,00 1,00 1,00 1,00 1,05 1,10 1,10 1,15 1,20 1,20 1,20 1,25 1,30 1,30 1,40 1,50 1,50 1,50 1,50 1,55 1,60 1,60 1,70 1,80 1,80 1,80 1,90 2,00 2,00 2,10 2,20 2,20 2,20 2,20 2,30 2,40 2,40 2,55 2,70 2,70 2,70 2,85 3,00 3,00 3,15 3,30 3,30 3,30 3,30 3,45 3,60 3,60 3,75 3,90 3,90 3,90 4,10 4,30 4,30 4,50 4,70 4,70 4,70 4,70 4,90 5,10 5,10 5,35 5,60 5,60 5,60 5,90 6,20 6,20 6,50 6,80 6,80 6,80 6,80 7,15 7,50 7,50 7,85 8,20 8,20 8,20 8,60 9,10 9,10 9,55 Die Werte können mit 10 0, 10 1 und 10 2 multiplizert werden. Es können die üblichen Dezimalpräfixe T,G,M,k,m,µ,n,p,f,a usw. verwendet werden. eispiele: 2,55TΩ; 255µF; 25,5mH; 2,55S Tabelle 1 Dr. H-J Lieske/Uni. Leipzig/ /Version5 WordPerfect - Datei: sa4as98.wpd - Dr. Lieske Juni Seite 4

5 Präfixe zur Kennzeichnung des Vielfachen von gesetzlichen Einheiten (dezimal) Zeichen Faktor ezeichnung Y Yotta Z Zetta E Exa P Peta T Tera G 10 9 Giga M 10 6 Mega k 10 3 Kilo m 10-3 Milli µ 10-6 Mikro n 10-9 Nano p Pico f Femto a tto z Zepto y Yocto ============================================== h 10 2 Hekto da 10 1 Deka d 10-1 Dezi c 10-2 Zenti Tabelle 3 Dr. H-J Lieske/Uni. Leipzig/ /Version5 WordPerfect - Datei: sa4as98.wpd - Dr. Lieske Juni Seite 5

6 ufgabe Entwurf von Volladdierschaltungen unter Zuhilfenahme verschiedener rten von Gattern ufgabe: Entwerfen Sie einen Volladder für 1 it Datenbreite. Eingänge: E 0,1, E 0,2 und Ü -1 usgänge: S 0, Ü estimmen Sie die Wertetabelle und daraus die logische Gleichung entsprechend der kanonisch disjunktiven Normalform Entwerfen Sie die Schaltung streng entsprechend der kanonisch disjunktiven Normalform. Erlaubt sind ND, OR und NOT- Gatter. 2.1.Vereinfachen Sie die Schaltung indem Sie den Volladder aus 2 Halbaddern zusammensetzen. Verwenden Sie für die Summenbildung der Halbadder XOR-Gatter. Für den Übertrag soll das Ergebnis des ersten Halbadder mitgenutzt werden Zeichnen Sie die unter 4.1. entwickelte Schaltung so um, daß die einzelnen XOR-Gatter jeweils durch 2 ND-, 1 OR- und 2 NOT-Gatter ersetzt werden, wobei die einzelnen Terme des XOR-Gatters mit OR zusammengefaßt werden. Für die Gatter sind maximal 2 Eingänge erlaubt. estimmen Sie die logische Gleichung entsprechend der entwickelten Schaltung. 3. Zeichnen Sie das Venn-Diagramm für die Summe S 0 und den Übertag Ü 0 für die kanonisch disjunktive Normalform estimmen Sie die Wertetabelle und daraus die logische Gleichung entsprechend der kanonisch konjunktiven Normalform Entwerfen Sie die Schaltung streng entsprechend der kanonisch konjunktiven Normalform. Erlaubt sind ND, OR und NOT-Gatter. =H =H =H =H Kanonisch disjunktive Normalform - Minterme Kanonisch disjunktive Normalform - Pegelwerte bb. 4 bb. 5 (w)v bb. 6 eispiel für Venn-Diagramm einer Schaltfunktion bb. 7 eispiel für Venn-Diagramm einer Schaltfunktion Dr. H-J Lieske/Uni. Leipzig/ /Version5 WordPerfect - Datei: sa4as98.wpd - Dr. Lieske Juni Seite 6