Elektronica

34
 3 de  Bach NW Examenvrage n + Oplossingen Elektronica p. 1/34 Beschrijf de XOR-poort, NOR-poort, NAND-port & XNOR- poort en realiseer XOR poort Eén en slechts één van de inkomstsignalen is 1 vooraleer uitkomstsignaal 1 wordt. Symbool:  A  B = B * A B * A +  Realisatie  =1 A B A  B

Transcript of Elektronica

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 1/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 1/34

Beschrijf de XOR-poort, NOR-poort, NAND-port & XNOR-

poort en realiseer

XOR poort

Eén en slechts één van de inkomstsignalen is 1 vooraleer uitkomstsignaal 1 wordt.

Symbool: ⊕  

A ⊕ B = B*AB*A +  

Realisatie

=1A

BA ⊕ B

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 2/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 2/34

NOR poort

Geen enkele van de ingangssignalen mag 1 zijn opdat de uitgang 1 zou zijn.

Symbool:

BA +  

Realisatie

NAND poort

Als beide ingangssignalen 1 zijn, wordt het uitgangssignaal 0.

Symbool:

B*A

Realisatie

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 3/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 3/34

XNOR poort

Als slechts één van beide ingangssignalen 1 is, wordt het uitgangssignaal 0.

Symbool: 

A B = B*AB*A +  

Realisatie

Propositielogica

Axioma’s

OF

0 + 0 = 00 + 1 = 1

1 + 0 = 1

1 + 1 = 1

EN

0 * 0 = 0

0 * 1 = 0

1 * 0 = 0

1 * 1 = 1

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 4/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 4/34

NIET

01

10

=

Wetten

x + 0 = x

x + 1 = 1

x + x = 1

x + x = x

x * 0 = 0

x * 1 = x

x * x = 0

x * x = x

x = x

x + y = y + x

x * y = y * x

x + (y + z) = (x + y) + z = x + y + z

x * (y * z) = (x * y) * z = x * y * z

x * (y + z) = x * y + x * z

Absorptiestellingen

x + x * y = x

x + x * y = x + y

De Morgan

y*xyx =+  

yxy*x +=  

z*y*xzyx =++  

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 5/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 5/34

Pariteitsbit

• Gebruikt om doorgang van reeks bits te controleren

• In serie of in parallel

• Voorbeeld = 4 in parallel• Aan zender genereert pariteitsbitgenerator 5de

bit, gelijk aan 0 of 1, zodanig dat aantal

doorgezonden bits (“1”) even is

• Aan uitgang foutdetector gaat na of aantal doorgezonden bits nog altijd even is

• Bij 2 bits tegelijk fout => pariteitsbit niets opmerken, maar waarschijnlijkheid zeer

klein

Multiplexer

Multiplexer

• Doel

o Elektronische omschakeling

o Ingang kunnen kiezen

o Verschillende signalen doorzenden met slechts 1 transmissiekabel

• Realisatie

o Bijkomende ingangen om keuze te kunnen opleggen

o Signaal naar AND poorten met nodige invertoren

o Al de uitgangen van AND poorten naar OR poort gezonden

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 6/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 6/34

Demultiplexer

• Doel

o Kiezen tussen uitgangen voor versturen ingangssignaal

• Realisatie

o Bijkomende signaleno Signaal naar AND poorten met nodige invertoren

Comparator

• Doel

o Twee waarden worden vergelijkeno Veelvuldig gebruikt in alarmsystemen

• Analyse

o Stellen getallen voor door respectievelijke bits

o A = B

Enkel mogelijk als alle overeenkomstige bits gelijk zijn

AND & OR poort

1B*AB*A iiii =+  o A > B

Onderzoek verloopt in fasen

Bit per bit vergeleken met elkaar te beginnen met eerste bit

Ai * B i = 1 als Ai groter is als Bi 

o A < B

Dezelfde algemene voorwaarden als A > B

Verwisselen van A met B

• Realisatie door middel van logische poorten

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 7/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 7/34

Beschrijf de start - stop voor motoren met relais

• Op 2 plaatsen starten: parallel• Op 2 plaatsen stoppen: serie

• Overbelastingsbeveiliging dmv thermisch

relais

Hoe kan je een repetitief systeem realiseren met tijdrelais?

Stabiel en onstabiel?

4 mogelijkheden

•o Niets doen => beide spoelen onbekrachtigd

o Eén contact dicht => 1 spoel bekrachtigen => andere ook => ander contact ook 

dicht

o 2 STABIELE toestanden

•o B aantrekken => B gaat open, A blijft dicht

o A aantrekken => A gaat open, B blijft dicht

o PROBLEEM: wie eerst?? Misschien eventjes gelijktijdig

o Uiteindelijk tijdsverschil => 2 STABIELE toestanden

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 8/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 8/34

•o Signaal gaat voortdurend omwisselen

o 2 INSTABIELE toestanden

o Pas nuttig bij tijdsvertraging

o Spanning A bekrachtigd => A gaat toe => B bekrachtigd => B gaat open => A

niet meer bekrachtigd => A gaat open => B niet meer bekrachtigd => B gaat

toe => A bekrachtigd => …

•o INSTABIEL systeem

o Aantal normaal gesloten contacten even => STABIEL

o Aantal normaal gesloten contacten oneven => INSTABIEL

Sr-latch

Algemeen

• Set = startknop

• Reset = stopknop

• Q = motor

• Functietabel:

• Symbool

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 9/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 9/34

Met NAND-poorten

• Schema

• Nagaan functietabel

o S = 0 & R = 0

Poorten I & II => 1Ren1S ==  

Q = 0 => ingangssignalen IV 01 => uitgang is 1Q =  

Q aangesloten aan ingang III => Q blijft 0

o S = 1 & R = 0

Poort I => S = 0 => uitgang III => Q = 1

Poort II => 1R = => ingang IV 11 => Q = 0

o S = 0 & R = 1

Poort I => S = 1

Poort II => 0R = => uitgang IV => 1Q =  

Ingang III => Q = 0 => motor stopt

• Poorten III & IV werken als geheugen

• Opmerking

o Signaal Q altijd tegengesteld aan Q

o Op zelfde ogenblik geduwd op S & R => onbepaald resultaat => te vermijden

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 10/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 10/34

Met NOR-poorten

• Schema

• Functietabel

• Opmerking: S & R op zelfde ogenblik ingedrukt => resultaat onbepaald

Toepassing (RAM geheugen)

• Gegeven zowel lezen als inschrijven

• Schema

• Cel niet geselecteerd (S’ = 0)

o Signaal naar 2 AND poorten => 0

o Uitgang poorten naar ingangen SR-latch (geheugenfunctie)

o S’ = 0 ook ingang laatste AND poort => uitgang 0• Cel geselecteerd (S’ = 1)

o RD / WR = 1

Inhoud enkel gelezen

Minstens 1 van ingangen AND poorten 0 => uitgangen 0

Ingangen latch = 0 (geheugenfunctie)

Laatste AND poort krijgt Q & 2 signalen = 1 => als Q = 1, uitgang = 1

o RD/WR = 0

Signaal I kan geschreven worden in geheugen

Uitgangssignaal laatste AND poort = 0

I = 1 => S = 1 & R = 0 => Q = 1 = I => functie SET

I = 0 => S = 0 & R = 1 => Q = 0 = I => functie RESET

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 11/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 11/34

SR flipflop

• Schema: bij stijgende flank 

• Functietabel:

• S = 1 & R = 1 => onbepaald

JK flipflop• Onbepaalde situatie vervangen door bepaalde situatie => TOGGLE

• Schema:

• Functietabel:

• Toggle

o Bij J = 1 & K = 1

o Signaal Q omgekeerd telkens CP positieve flank heeft

o Uitgangssignaal heeft frequentie die helft is van CP

D flipflop

• Schema:

• Functietabel:

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 12/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 12/34

Beschrijf hoe een register werkt

Algemeen

• Enkele bits opslaan

• Verschillende types

• Als 4 mogelijkheden in 1 register => universeel register

PI/PO

• Parallel in / parallel out

•• D wordt geschreven in Q bij G = 1

SI/PO

• Serie in / parallel out

•• 4 bits respectievelijk opgeslagen in 4 D-latches

PI/SO

• Parallel in / serie out

SI/SO

• Serie in / parallel out

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 13/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 13/34

Leg de asynchrone teller uit

• Doel = tellen aankomende pulsen

• Resultaat = hexadecimaal

•• J = K = 1 => uitgangssignaal alleen afhankelijk van CP

• Frequentie delen door 2o Omschakeling bij dalende flank 

o

•• Bij stijgende flank => afteller

• Overgang 7 -> 8

o Omkering alle bits

o Vertraging van signaal door serieschakeling

o Oplossen door maximale frequentie van CP te beperken

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 14/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 14/34

Leg de synchrone teller uit

Schema

Beschrijving

• Pulsen in 4 ingangen tegelijkertijd (wegwerken successief omkiepen)

• Ingangen J & K voorbereid opdat uitgang goede resultaat geeft

•• 4 uitgangen naar decoder gezonden

• Te realiseren schakelingen

o J0 = K0 = 1

o K1 = Q0 

o J1 = 03 Q*Q  

o J2 = K2 = Q1 * Q0 

o K3 = Q0 

o J3 = Q2 * Q1 * Q0 

• Mogelijk om bij hogere frequenties zonder fouten te tellen

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 15/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 15/34

Vergelijk de verschillende telsystemen

Decimaal Binair Octaal Hexadecimaal

0 0000 0 0

1 0001 1 1

2 0010 2 2

3 0011 3 3

4 0100 4 4

5 0101 5 5

6 0110 6 6

7 0111 7 7

8 1000 10 8

9 1001 11 9

10 1010 12 A

11 1011 13 B

12 1100 14 C13 1101 15 D

14 1110 16 E

15 1111 17 F

Principe computer

•• Basiselementen

o I/O

Ingang-uitgang

Communicatie naar buiten

o MEM

Geheugen

2 delen

• ROM (standaard programma’s)

• RAM (tijdelijke gegevens)o CPU

Processor

Brein van het systeem

Uitvoering programma’s

• Verbinding tussen basiselementen dmv bussen

o Address bus => adres aanwijzen van I/O / MEM vanuit CPU

o Data bus => bidirectioneel, gegevensuitwisseling

o Control bus => bidirectioneel, interne actie bevelen

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 16/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 16/34

Werking CPU

•• ALU

o 2 ingangen van 8 bits & 1 uitgang voor resultaat van logische / wiskundige

operatie

Ingang van A

Ingang van ergens anders

Uitgang naar A

Bewerking moet aangegeven worden

o Mogelijke operaties

Optellen Aftrekken

NOT

OR

AND

XOR

Andere logische operaties op te bouwen uit voorgaande

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 17/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 17/34

• PSW ( = program status word)

o CY ( = carry)

Bij optelling 9e

bit

Bij aftrekking borrow

o S ( = tekenbit)

Werken met negatieve getallen 8

ebit & S gereserveerd voor teken

- => S = 1

+ => S = 0

o Z ( = nulbit)

Register A slechts nullen => Z = 1

Ander geval => Z = 0

o P ( = pariteitsbit)

Signaalcontrole

Aantal bits = 1 worden geteld

Even => P = 1

Oneven => P = 0o AC ( = hulpcarry)

Werken in BCD (decimale code in binair)

Als AC = 1 => overdracht nodig tussen 4e

& 5e

bit

• Registers

o Kleine geheugens

o Elk 8 bits ( = 1 byte)

o H & L gebruikt als adresaanwijzers

• PC ( = programmateller)

o Teller van 16 bits

o

Duidt aan van eerstkomende uit te voeren instructieo Indien geen specifieke plaats aangeduid => + 1

• SP ( = stacker point)

o Geheugen van 16 bits

o Adres van geheugenplaats opslaan in RAM

o Lussen of subroutines => adressen waarnaar terug te keren opgeslagen in

RAM

o Principe: Last in first out

• IR ( = instructieregister)

o Plaats voor operationele code van de instructie

o Wordt dan opgezocht in programma geheugen

• D/T/C ( = decoding, timing, coding)o Decoderen van operationele code

o Gebeurt aan tempo bepaald door kloksnelheid

o Signaal naar registers om instructie uit te voeren

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 18/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 18/34

Beschrijf de instructies

Algemeen

• Instructies bepalen

o Wat gedaan moet worden

o Op welke waarden men zich moet baseren

o Op welke plaats het resultaat moet

• Instructies worden 1 voor 1 opgehaald, gedecodeerd & uitgevoerd

• Bestaat uit 8 bits

• 256 verschillende instructies

• 5 types (2 voorbeelden kunnen geven / type)

o Transferinstructies

o Wiskundige instructies

o Instructies voor logische operaties

o Spronginstructieso Alle andere instructies

Transferinstructies

• Het doel van transferinstructies is het verplaatsen van informatie

Wiskundige instructies

• Belangrijkste instructies zijn optelling en aftrekking

• Zowel werken met positieve als negatieve getallen

Logische instructies

• Logische operaties tussen 2 bytes

Spronginstructies

• Verspringen naar ergens anders

• Flowcharts!!

Andere instructies

• De rest

Werking subroutines

• Er bestaan subroutines voor veel gebruikte kleine programma’s

• Kan opgeroepen worden binnen groot programma

• Maakt gebruik van SP

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 19/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 19/34

Principe AM

•• Audiosignaal verborgen in amplitude van draaggolf 

• Audiogolf lage frequentie

• Draaggolf hoge frequentie

• uAM = (Ac + Ai cos ωi t ) * cos ωc t 

• Samenstelling van signalen tot uiteindelijke resultaat mbv modulator

• uAM = Ac * cos ωc t + ½ m Ac * cos (ωc + ωi) t + ½ m Ac * cos (ωc - ωi) t 

• m

o Modulatie-index

o m = Ai / Ac 

o mag niet > 1 => vervorming & storing

• Theoretische bezetting = 3 frequentie

• Praktijk: 2 banden

o f c – f i 

o f c + f i 

Principe SSB

• Bij AM grootste deel van vermogen in draaggolf 

• Elke zijband slechts 1/6 van vermogen

• Nuttige informatie volledig in zijband (beide zijbanden zelfde info)

• Uitsturen van slechts 1 zijband => energiewinst + halvering bandbreedte

• Voor ontvanger moeilijker om te demoduleren

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 20/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 20/34

Principe FM

•• Bijzonder geval van hoekmodulatie

• ωFM = ωc + k Ai cos ωit 

• kAi bepaalt maximale variatie van pulsatie

• k moet groot zijn om detectie te vergemakkelijken

• uFM = AFM * cos αFM = Ac cos (ωct + kAi / ωi sin ωit) 

• kAi / ωi = modulatie-index

• Frequentiespectrum

o Meerdere zijlijnen

o Signaal bestaande uit frequentieband => meerdere zijbanden

o Niet alle info terug te vinden in 1 zijband

o Voldoende aantal zijbanden ontvangen, anders te veel info verlies

• Bezet grotere frequentieband dan AM (200 kHz)

• Kwaliteit beter!

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 21/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 21/34

Zender in FM

• Met VCO

o

o Versterker met gemeenschappelijke basis onderhoudt de oscillatie

o Via RFC aanbrengen van ui => spanning varactor varieert => frequentie

oscillatie varieerto Spoel aan RFC = laagdoorlaatfilter

o Hele schemao Versterken audiosignaal

o Versterkers uitgaand signaal

o PLL om frequentie te stabiliseren

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 22/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 22/34

• Door samenstelling wiskundige componenten

o

o uFM = Ac cos ωct * cos ( kAi / ωi * sin ωit ) - Ac sin ωct * sin ( kAi / ωi * sin ωit

o m wordt klein gehouden bij smal band =>

cos ( kAi / ωi * sin ωit ) = 1 

sin ( kAi / ωi * sin ωit ) = kAi / ωi * sin ωit 

o uFM = Ac cos ωct – Ac sin ωct * kAi / ωi * sin ωit 

o Hele schema

o Kristaloscillatie met frequentie 200 kHz 

o Aan antenne frequentie draaggolf: orde van de grootte van 100 MHz dmv

frequentievermenigvuldiger

o Vermogenversterker toevoegen

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 23/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 23/34

VCO

•• Oscillator van Colpitts waarbij 1 condensator vervangen is door varactor

o Diode in sperzino Gedraagt zich als condensator met veranderlijke capaciteit

o Grotere spanning => kleinere capaciteit

• Spanning varactor wijzigen dmv ingangsfrequentie => verandering eigenfrequentie

van LC kring => andere uitgangsfrequentie

• Versterking van signaal dmv versterker met gemeenschappelijke basis

PLL

• Schema:

• Lus die oscillatie genereert dmv VCO (frequentie uit signaal van de antenne)

• Uitgezonden signaal minstens afgezwakte vorm van component moet hebben met

frequentie f c 

• Dmv productgenerator toevoeging van AVCO cos (ωVCOt - ϕ) (pulsatie in buurt van ωc)

• Resulterend signaal => (Ac * AVCO) / 2 cos [(ωc - ωVCO)t + ϕ] 

• Productgenerator ontvangt f c, f c – f i & f VCO • Productgenerator levert f c + f VCO, f c – f i + f VCO, f c – f i – f VCO & f c – f VCO 

• Productgenerator gevolgd door laagdoorlaatfilter => alleen f c – f VCO doorgelaten

• Kleine verschil tussen fc & fVCO => wisselspanning met zeer lage frequentie =>

ingangsspanning verandert langzaam => verandering frequentie LC kring

• Stopt als f c = f VCO => frequentie ingaande signaal = 0 => ingaande spanning = cte =>

f VCO cte

• Uitgaand signaal wordt f c => oscillator werkt aan frequentie van draaggolf van zender

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 24/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 24/34

Frequentie synthesizer

• Gebruik 

o Draaggolf creëren van zender

o Oscillator in ontvanger

• Eerste type

o

o Energie komt van kristaloscillator, werkend bij constant frequentie fref 

o Fasedetector ontvangt f ref & f out / mo Elektronische teller zendt 1 puls uit na m ontvangen pulsen

o Laagdoorlaatfilter is back-up van fasedetector

o VCO levert constante frequentie van zodra ingangsspanning constant is dus bij

f ref – f out / m = 0 => f out = m f ref  

o Elke frequentie te genereren door aanpassing m

• Variant

o

o Gemakkelijker en wijder te variëren frequentie

o VCO geeft constante frequentie bij f ref / n = (f out – f os) / m 

o f out = m / n * f ref + f os 

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 25/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 25/34

AM demodulatie + ontvanger

Demodulatie

• Schema

• Principe

o LC-kring aan ontvanger gedraagt zich als banddoorlaatfilter => frequenties te

verschillend van f c geeft te kleine impedantie => weglekken naar aarding

o f c = 1 / ( 2π * √(L * C) ) 

o Behoud van draaggolf & laterale banden => signaal met frequenties f c, f c – f i &

f c + f i 

o Transformator brengt frequenties over naar spanningen

o Diode laat stroom slechts in 1 richting door

o Rekening houden met vervorming (karakteristiek diode niet lineair)

o iD = buAM + cu²AM => dubbele frequenties

o Nieuwe frequenties, onder meer 2f c, 2f c – f i & 2f c + f i 

o Condensator is laagdoorlaatfilter => enkel signalen met f i blijven behouden =>

audiosignaal

• Grafische verklaring

o

o Door diode => slechts positieve stromen blijven behouden

o Door condensator => curve wordt afgeplat

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 26/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 26/34

• Demodulator met versterker

o Schema:

o Zelfde principe maar diode vervangen door BE junctie van transistor met

gemeenschappelijke emittor

Ontvanger

• In cascade

o

o LC circuits met variabele condensatoren = banddoorlaatfilter => selectie

zendero Gebruik 2 – 3 filters => betere selectie

o LC circuits afgesteld op zelfde frequentie

• Superheterodyne

o

o Eerste RF ontvanger geeft eerste filtering

o Oscillator zorgt voor f c + 455 kHz (steunt op LC kring van RF)

o Mixer => 455 – f i na wegfiltering andere frequenties

o Distilleren dmv detector / demodulator

o AGC (automatic gain control) zorgt voor automatische regeling van vermogen

van zender

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 27/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 27/34

SSB demodulatie + ontvanger

Demodulatie

• Oscillator

o

o Signaal ontvangen door antenne evenredig met f c – f i => ASSB cos (ωc - ωi)t 

o Signaal van oscillator met frequentie f c => AOSC cos ωct 

o Productgenerator => (ASSB * AOSC) / 2 * cos (2ωc - ωi)t + (ASSB * AOSC) / 2 *cos ωit 

o Laagdoorlaatfilter laat eerste term niet door => ASSB cos ωit blijft over

o Kwalitatief goede modulatie => oscillator synchroon & in fase met

zendfrequentie => gebruik PPL (zie PPL)

• Met VCO & PLL

oo Uitgaande signaal naar 2

deproductgenerator gestuurd => werking volgens

hierboven

Ontvanger

•• Principe van superheterodyne ontvanger

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 28/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 28/34

FM demodulatie + ontvanger

Demodulatie

• Complex => beperken tot elementaire oplossing

• FM omzetten in AM

• Differentiërende versterker / filter waarvan versterking evenredig is met fresuentie

•• Als jωRC << 1 => uout / uin = R / (R + 1/jωC) = jωRC / (1 + jωRC) = jωRC 

• Bijkomende defasering van 90°

Ontvanger

•• Principe van superheterodyne ontvanger

• Limiter reduceert amplitude (geen belang in FM)

DAC

• Digital Analog Convertor

•• Signaal 4 bits omgezet naar 16 verschillende spanningen

• Ingangen verbonden met inverterende versterker-opteller

• OPAMP: uout = - R2 / R1 * uin 

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 29/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 29/34

ADC

• Analog Digital Convertor

•• Comparator vergelijkt analoog signaal met signaal komend van integrator

• Zolang eerste grootste is => comparator geeft 1

• Dit signaal naar logische AND-poort samen met pulsgenerator => pulsen tellen die

aankomen vooraleer signaal van integrator dat van analoge signaal overschrijdt

• Geeft numerieke waarde aan teller evenwaardig met waarde analoge teller

• Commandosysteem zet teller op nul vóór de volgende meting

• Te integreren constante is instelbaar

PAM

• Pulse Amplitude Modulation

• Spanning van ogenblik bepaalt grootte puls

• Staalnameo Voldoende hoog

o 2 x hoogste frequentie die men wil doorsturen

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 30/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 30/34

PWM

• Pulse Width Modulation

• Spanning bepaalt breedte (0 = referentiebreedte, positief groter, negatief kleiner)

PPM

• Pulse Position Modulation

• Spanning bepaalt plaats van puls

PCM

• Pulse Code Modulation

• Amplitude wordt omgezet in binaire code• Volledig digitaal!

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 31/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 31/34

Deltamodulatie

• Volledig digitale modulatie

• ADC & DAC werkt anders• Enkel verschil met vorig signaal wordt doorgestuurd

• Werkt goed bij lage frequenties

Transmissielijnen

• Kabels

o Twin / Coax

o

• Golfverschijnselen

o Equivalent schema

G = geleidbaarheid tussenliggend isolatie (miniem maar

waarneembaar)

R = weerstand geleiders

L = zelfinductie geleider (hoge frequentie => snel wisselend

magneetveld)

C = capaciteit beide geleiders

L & C gekend per lopende meter =>

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 32/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 32/34

o Impedantie van een transmissielijn met lengte ∞ 

Verandert praktisch niet

Zk = jωLx + (Zk / jωCx) / ( 1 / jωCx + Zk ) 

Zk  jωLx = 0 

Zk = √( L / C ) 

Zk = karakteristieke impedantie van de kabel & reëel => weerstand

Bij belasting eindige kabel met Zk => zelfde omstandigheden

Anders deel van energie teruggekaatst naar bron

o Verbinding met een generator

Ook aan bron kan energie worden teruggekaatst

Inwendige weerstand bron moet gelijk zijn aan Zk om geen

terugkaatsing te krijgen

o Weerkaatsing van een signaal op het einde van de kabel

Open einde

•• Geen energieabsorptie => alle energie teruggekaatst

• Aan uiteinde totale stroom 0 => i1 = -i2 

• Spanning slechts andere richting uitgaan => u1 = u2 

• Totale spanning & stroom => optelling signalen• Bekomen van stationaire golven

Kortgesloten einde

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 33/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 33/34

•• Geen energieabsorptie mogelijk 

• Tussen 2 verbonden uiteinden spanning = 0 => u1 = -u2 

• Stroom gewoon terugkeren => i1 = i2 

• Terug optellen => stationaire golven

Aan het uiteinde een last ZL zodat ZR = ZK 

• ZR = impedantie waargenomen aan generator

• ZR = ZK => generator reageert zoals bij reële impedantie

• Geen energieterugkaatsing

Aan het uiteinde een last zodat ZR verschilt van ZK 

• ZR wordt complex => deel energie teruggekaatst

• Nadeleno Volledig vermogen niet aan last overdragen

o Lokale spanningen te groot voor isolatie

o Deel van energie verloren

o Storingen storen harder

o Spooksignalen worden gevormd

o Correctie van de impedantie naar de ideale waarde toe

Algemene uitdrukking van de impedantie op een afstand l van de last

• Door terugkaatsing wordt impedantie beïnvloed

• Leidt tot

• Als l = 0 => Zi = ZL 

• Aan generator is l totale afstand => Zi = ZR 

Ideale last

• Zk = ZL 

• Zi = Zk = constante => ZR = Zk  

• Reële impedantie aan de bron => geen weerkaatsing

• Constante impedantie over hele lengte van de geleider

5/11/2018 Elektronica - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/elektronica-55a35a1fb36f6 34/34

3de

Bach NW Examenvragen + Oplossingen Elektronica

p. 34/34

Vergelijken van transmissiesystemen

• Transmissielijnen

o Opletten voor reflectie

o Hoge verliezen bij zeer hoge frequenties (vanaf 3000 MHz)

• Golfgeleiders

o Metalen kokers

o Verplaatsing elektromagnetische golven

o Voortplantingssnelheid iets kleiner als lichtsnelheid

o Impedantie aanpassen dmv schroef 

o Dezelfde golfverschijnselen als bij transmissielijnen

• Optische vezel

o Communicatie aan de hand van licht (zeer hoge frequenties)

o Apparatuur nog niet aangepast aan zo’n hoge frequentie

• Glasvezel

o Draad van glasvezelo Gebaseerd op principe van volledige reflectie

• Antenne

o Lengte antenne moet λ /2 zijn