Examen de Electrónica UB 2014 · final Gener 2014

Pregunta 1 (0,15 punts). Definició de pol

Un pol d'un sistema és:

Pregunta 2 (0,15 punts). Resolució en domini de Laplace

Per resoldre un circuit amb senyals variables amb el temps (dinàmics) mitjançant l'espai de Laplace:

Pregunta 3 (0,15 punts). Antitransformada de Laplace

Quan fem l'antitransformada d'un senyal...

Pregunta 4 (0,15 punts). Funció de transferència

La funció de transferència d'un circuit ens proporciona la relació:

Pregunta 5 (0,15 punts). Circuit no lineal i sinusoide

Per un circuit no lineal, si l'entrada és sinusoïdal, la sortida és:

Pregunta 6 (0,15 punts). Guany en dB i amplitud

Si un diagrama de Bode d'amplitud ens dóna un guany de -20 dB per una determinada freqüència, si l'amplitud del senyal sinusoïdal d'entrada és de 1V, quan val l'amplitud del senyal de sortida:

Pregunta 7 (0,15 punts). Estabilitat a partir de zeros

Tenim un circuit que té aquests dos zeros: $z_1 = -2$, i $z_2 = 0$. És estable aquest circuit?

Pregunta 8 (0,15 punts). Efecte de pols i zeros a Bode

Com afecten els pols i zeros al diagrama de Bode (d'amplituds)?

Pregunta 9 (0,15 punts). Significat del diagrama de Bode

Què ens indica el diagrama de Bode (d'amplitud)?

Pregunta 10 (0,15 punts). Transformada de la suma

Si coneixem la transformada de Laplace de dues senyals, podem conèixer fàcilment la transformada d'un senyal que és suma d'aquests senyals.

Pregunta 11 (0,15 punts). Funció esglaó u(-t)

La funció esglaó $u(-t)$ és...

Pregunta 12 (0,15 punts). Model de sortida d'un AO

La sortida d'un amplificador operacional es comporta com:

Pregunta 13 (0,15 punts). AO sense realimentació saturació

En un amplificador operacional sense realimentació, polaritzat segons $V_{cc+} = +10\text{ V}$ i $V_{cc-} = -5\text{ V}$, què succeeix quan $v_p > v_n$?

Pregunta 14 (0,15 punts). Característica de filtres actius

Els filtres actius:

Pregunta 15 (0,15 punts). Tensions d'entrada en AO ideal

En un amplificador operacional, $V_+$ i $V_-$:

Pregunta 16 (0,15 punts). Hipòtesis de l'AO ideal

En un amplificador operacional ideal s'assumeix:

Pregunta 17 [0,15 punts]. AO sense realimentació negativa

En un amplificador operacional sense realimentació negativa polaritzat segons $V_{cc+} = +15\text{ V}$ i $V_{cc-} = -15\text{ V}$, què succeeix quan la sortida és -10V?

.

Pregunta 18 (0,15 punts). AO en zona lineal

Què haig de considerar per resoldre circuits amb amplificadors operacionals treballant a la zona lineal?

Pregunta 19 (0,15 punts). Laplace amb amplificadors operacionals

Es pot utilitzar la transformada de Laplace amb un circuit amb amplificadors operacionals?

Pregunta 20 (0,15 punts). Implementació de filtres actius

Per implementar filtres actius podem fer servir:

21 Problema 1 (1 punt). Funció de transferència i Bode RLC

Pel següent circuit:

a.

Obtenir la funció de transferència del circuit, prenent $v_o$ com el senyal de sortida i $v_i$ el d'entrada.

b.

Dibuixa de forma aproximada el diagrama de Bode d'amplitud prenent els següents valors: $R_1 = 4\text{ k}\Omega$, $R_2 = 6\text{ k}\Omega$, $C = 1\text{ nF}$, $L = 10\text{ mH}$. Indica també els pendents.

Problema 2 (1,5 punts). Resposta temporal davant un esglaó

Obtenir $v_o(t)$ pel circuit següent, considerant condicions inicials nul·les i amb $V_i$ un senyal esglaó d'amplitud 5V:

Per simplificar els càlculs, utilitzeu els següents valors: $R = 1\ \Omega$, $C = 1\ \text{F}$, $L = 1\ \text{H}$.

$v_o(t) =$

Problema 3 [1,5 punts]. Condicionament de senyal amb AO

Tenim instal·lat en un satèl·lit que orbita el Sol un sensor òptic que ens dóna un senyal de sortida en tensió segons el nombre de fotons que rep del Sol per cada segon (unitats: fotons/s). La seva resposta es mostra en la gràfica següent:

Nosaltres voldríem tenir un rang de tensions de sortida entre 0 i 10V corresponents a nombres de fotons per segon de 0 i $10^5$ fotons/s respectivament. Dissenya un circuit amb amplificadors operacionals per a aquesta finalitat. Indica els valors de resistències i les tensions d'alimentació. Dibuixa el diagrama de blocs del sistema.

1.

2.

3.

4.