HW7_Spr09 - ‫מבוא למכטרוניקה-220430‬...

Info iconThis preview shows page 1. Sign up to view the full content.

View Full Document Right Arrow Icon
This is the end of the preview. Sign up to access the rest of the document.

Unformatted text preview: ‫מבוא למכטרוניקה-220430‬ ‫סמסטר אביב‬ ‫תשס'ט‬ ‫220430-‪Intro. to mechatronics‬‬ ‫‪Spring semester‬‬ ‫9002‬ ‫טכניון – מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫.‪Technion – Israel Ins. of Tech‬‬ ‫תרגיל בית מ''ס 7‬ ‫שאלה 1.‬ ‫נתון המעגל הבא:‬ ‫‪R‬‬ ‫‪2R‬‬ ‫1‪V‬‬ ‫‬‫‪Vout‬‬ ‫‪R‬‬ ‫+‬ ‫‪2R‬‬ ‫2‪V‬‬ ‫‪2R‬‬ ‫א( מצא את מתח היציאה כפונקציה של שני מתחי הכניסה.‬ ‫ב( כעת הנגד במשוב הוחלף בקבל בעל קיבול של ‪ .1µF‬מתחי הכניסה מוגדרים‬ ‫להלן:‬ ‫‪V1 (t ) = 2t‬‬ ‫‪V2 (t ) = 4t‬‬ ‫מצא את מתח היציאה כפונקציה של ‪.R‬‬ ‫שאלה 2.‬ ‫בקורס "מבוא למכטרוניקה" הוחלט לבנות מעגל חשמלי המאפשר לשקלל‬ ‫ציונים של סטודנטים. לצורך בניית המעגל ניתן להשתמש במגברי שרת‬ ‫אידיאליים ונגדים. מבנה הציון הוא כדלקמן:‬ ‫• תרגילי בית – %01‬ ‫• בוחן אמצע – %03‬ ‫• מבחן סופי – %06‬ ‫א( תכנן מעגל חשמלי לשקלול הציון עבור סטודנט בודד כאשר שלושת מתחי‬ ‫הכניסה יהיו בהתאם להרכב הציון ואילו מתח היציאה יהווה ציון סופי.‬ ‫ב( ישנם 001 סטודנטים בקורס. תכנן מעגל אשר יחשב את ממוצע הציונים של‬ ‫הקורס.‬ ‫ג( שכלל את המעגל כך שאם הסטודנט נכשל במבחן, ציון ת''ב לא ייחשב‬ ‫בשקלול.‬ ‫1‬ ‫מבוא למכטרוניקה-220430‬ ‫סמסטר אביב‬ ‫תשס'ט‬ ‫220430-‪Intro. to mechatronics‬‬ ‫‪Spring semester‬‬ ‫9002‬ ‫טכניון – מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫.‪Technion – Israel Ins. of Tech‬‬ ‫שאלה 3‬ ‫נתון המעגל הבא:‬ ‫‪IR‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪IC‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫~‬ ‫‪ID‬‬ ‫נתונים:‬ ‫2−01 = ‪VT‬‬ ‫המוצא מוגדר כך:‬ ‫‪Vout = VC‬‬ ‫‪I S = 10 −11 A‬‬ ‫-‬ ‫‪R = 1k Ω‬‬ ‫‪C = 1µ F‬‬ ‫שימו לב, ‪! VC‬‬ ‫רוצים להשתמש במעגל עבור הכניסה ) ‪ , Vin = 10V + 0.1⋅ cos (ωt‬בתחום ‪. 0 − 106 Hz‬‬ ‫סעיפי התרגיל בנויים כך שבעצם פותרים את המעגל בעזרת קירוב ליניארי ובודקים‬ ‫אם הוא מוצדק ועד כמה הוא מוצלח.‬ ‫סעיפי בונוס - כדי להדגים עד כמה המעגל לא ליניארי אלא תלוי בכניסה, משווים‬ ‫את תגובת המעגל עבור כניסה אחרת, שגורמת לו להתנהג באופן שונה לחלוטין.‬ ‫בכל הסעיפים מדובר על מצב מתמיד ואין צורך להתחשב בתגובה הרגעית‬ ‫)‪ .(transient‬כלומר ניתן להתעלם מתנאי התחלה.‬ ‫1. בנקודת העבודה ) ‪ . Vin = 10V ( DC‬השתמשו במשוואת הדיודה כדי למצוא את‬ ‫‪ VD‬בדיוק של ‪ . 10mV‬השתמשו במשוואת הדיודה כדי לחשב גם את ‪. I D‬‬ ‫2. השתמשו בערך שמצאתם של ‪ VD‬כדי למצוא את ‪ I D‬בעזרת ‪ .KVL‬השתמשו‬ ‫בשתי התוצאות כדי להעריך את הדיוק של ‪. I D‬‬ ‫3. יש למצוא את התנגדות הדיודה סביב נקודת העבודה. הגדרת ההתנגדות‬ ‫בצורה הכללית ביותר היא‬ ‫‪dV‬‬ ‫‪dI‬‬ ‫= ) ‪ . R ( I‬מכיוון שלא נוח למצוא את‬ ‫‪dI‬‬ ‫ההתנגדות היעזרו בקשר הבא: 1− ‪= G = R‬ ‫‪dV‬‬ ‫. הקפידו להציב את מתח‬ ‫הדיודה בנקודת העבודה.‬ ‫4. השתמשו במודל הדיודה הכולל התנגדות, הניחו כי הדיודה נפרצת. מתח‬ ‫הפריצה נתון: ‪ . VB = 0.1V‬מצאו את פונקצית התמסורת של המעגל.‬ ‫2‬ ‫מבוא למכטרוניקה-220430‬ ‫סמסטר אביב‬ ‫תשס'ט‬ ‫220430-‪Intro. to mechatronics‬‬ ‫‪Spring semester‬‬ ‫9002‬ ‫טכניון – מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫.‪Technion – Israel Ins. of Tech‬‬ ‫5. בגלל המודל שהשתמשנו בו יציאת המעגל תהייה מהצורה:‬ ‫) ‪Vout = Vbias + Vin ⋅ H ( ω‬‬ ‫התייחסו ל ) ‪ H (ω‬כאל פונקצית התמסורת. ציינו איזה סוג מסנן מממשת‬ ‫פונקצית התמסורת. ציינו מהו תדר הקיטעון, השוו אותו לתחום התדרים בו‬ ‫רוצים לעבוד ונמקו האם קשר זה מחזק או מחליש את ההצדקה לשימוש‬ ‫במודל שהתקבל בסעיף 4.‬ ‫* מציאת תדר הקיטעון שקולה גם למציאת הקוטב – ראו דף עזר על עקומות‬ ‫בודה.‬ ‫בונוס – 7 נקודות כל סעיף‬ ‫כעת נתון ש ) ‪Vin = cos (ωt‬‬ ‫6. מצאו את התנגדות הדיודה בנקודת העבודה החדשה, כלומר כאשר ‪. Vin = 0V‬‬ ‫‪RD‬‬ ‫7. בהתחשב ביחס‬ ‫‪R‬‬ ‫לא כדאי להשתמש במודל הקודם אלא במודל המפושט.‬ ‫מצאו את פונקצית התמסורת כאשר הדיודה בנתק. בפועל הדיודה נפרצת‬ ‫ונכנסת לקיטעון לחילופין. הסבירו כיצד תיראה יציאת המעגל עבור תדר‬ ‫נמוך, בקירוב. מי שמעוניין לדקדק יכול להשתמש בתדר ‪. ω = 10 Hz‬‬ ‫8. נקודה למחשבה – למעשה ע"פ המודל של סעיף 4 הדיודה אף פעם לא תיכנס‬ ‫לקיטעון. זהו לא המצב בפועל. כדי להשתכנע שהמודל סותר את המציאות‬ ‫הסבירו באופן פשוט מה תהיה יציאת המעגל בתדרים נמוכים מאוד וגבוהים‬ ‫מאוד. בכל מצב הניחו כי הקבל הוא נתק או קצר בהתאם.‬ ‫3‬ ...
View Full Document

This note was uploaded on 06/04/2011 for the course MECHANICAL 034022 taught by Professor Khalelabdo during the Spring '11 term at Technion.

Ask a homework question - tutors are online