Cap. Semnale şi instrumente pentru generarea lor. Ce tipuri de aparate pot genera semnal sinusoidal? 2. Care sunt principalele caracteristici ale unui generator de audio frecvenţă? 3. Care sunt principalele caracteristici ale unui generator de radio-frecvenţă? 4. Desenaţi schema bloc a unui generator de radio-frecvenţă, specificând blocurile componente. 5. Ce tipuri de semnale poate produce un generator de funcţii? Schiţaţi fiecare tip de semnal. 6. Reprezentaţi variaţia în timp a unui semnal dreptunghiular simetric de perioadă T = 8ms, componentă medie Um = -2V şi tensiune vârf-vârf UVV=8V (reprezentaţi minim 2 perioade). Cap. 2. Osciloscopul 7. Desenați tubul catodic fără memorie, precizând zonele şi electrozii respectivi. 8. Care sunt tensiunile reglabile ale tubului catodic şi ce parametri ai imaginii influenţează? 9. Deduceţi epresia sensibilităţii sistemului de defleie pe verticală.. Definiţi fenomenele de fluorescenţă, fosforescenţă şi persistenţă.. Desenaţi schema bloc a osciloscopului analogic, specificând blocurile componente. 2. Desenaţi schema bloc a osciloscopului digital, specificând blocurile componente. 3. Rolul şi funcţiile canalului Y. 4. Reglaje şi selecţii ale canalului Y. 5. Deduceţi relaţia dintre timpul de creştere (durata frontului) şi lărgimea de bandă a canalului Y. 6. Se măsoară cu un osciloscop cu banda de 5MHz timpul de creştere al unui impuls. Se obţine ns. Care este valoarea reală a acestui timp? 7. Un impuls cu timp de creştere 5ns este vizualizat cu un osciloscop cu banda 8MHz. Care va fi timpul de creștere măsurat pe osciloscop? 8. Un osciloscop are timpul de creștere de 7ns. Se măsoară un semnal sinusoidal de V şi frecvenţă 4MHz. Care va fi amplitudinea măsurată cu osciloscopul? 9. Desenaţi schema bloc a canalului Y, precizând elementele componente şi rolurile lor. 2. Deduceţi condiţia de compensare perfectă pentru atenuatorul compensat. 2. Fie un atenuator compensat /5 pentru un osciloscop având rezistența de intrare Mohm şi capacitatea de intrare 4pF. Calculaţi elementele atenuatorului. 22. Care sunt modurile de lucru ale comutatorului de canale? În ce situaţii este de preferat fiecare dintre ele (eplicaţi de ce)? 23. Tubul catodic al unui osciloscop are sensibilitatea defleiei pe verticală,div/v şi coeficientul de defleie minim de 2mV/div. Calculaţi amplificarea la frecvenţe joase a canalului Y. 24. Eplicaţi noţiunea de sincronizare a osciloscopului şi arătaţi care sunt elementele de reglaj ce permit sincronizarea. 25. Elemente de reglaj în canalul X. 26. Moduri de lucru ale bazei de timp simple. 27. Semnalele periodice din figură se aplică pe intrarea Y respectiv la intrarea pentru sincronizare eternă a unui osciloscop cu bază de timp simplă. Reglajele osciloscopului sunt: Up =,5V; Front = ; tret =,ms; C =,ms/div; Cy =,5V/div, sincronizare eternă. La momentul iniţial a trecut intervalul de reţinere şi se aşteaptă declanşarea bazei de timp. Să se deseneze imaginea care apare pe ecran. Discuţie.
u [V] 2 - -2 u 2 [V],2,4,6,8,2,4 28. Semnalele u, u2 din problema precedentă se aplică la intrarea YA(CH) respectiv YB(CH2) a unui osciloscop cu două canale. Să se reprezinte imaginea care apare pe ecran pentru cele 3 poziţii ale comutatorului de sincronizare: CH, CH2, VERTICAL MODE. Forma de vizualizare se consideră ALT (alternativ). Reglajele bazei de timp rămân cele de la problema anterioară. CyA=CyB=,5 V/div. 29. Blocul de sincronizare în cazul osciloscopului analogic. Schema bloc. Precizaţi denumirile blocurilor componente. 3. Reprezentaţi schema selectorului modurilor de cuplaj al bazei de timp. Eplicaţi utilitatea fiecărei poziţii. 3. Circuitul poartă al bazei de timp: rol, semnalele de intrare şi ieşire. 32. Circuitul de reţinere al bazei de timp: rol, semnalele de intrare şi ieşire. 33. Generatorul de tensiune liniar variabilă al bazei de timp: rol, principiu de funcţionare. 34. Blocul de sincronizare al osciloscopului digital. 35. Baze de timp duble: rol, elemente de bază, configurațiile principale. 36. Baze de timp duble cu vizualizare separată. Moduri de lucru 37. Configuraţia baze de timp duble alternate: schema bloc. Cap. 3. Măsurarea tensiunilor şi a curenţilor 38. O staţie radio are un nivel al puterii emise de 5dBm. Care este puterea emisă? 39. Un decibelmetru indică nivelul de 6dB. Ştiind că instrumentul este etalonat prin raportare la mw pe o rezistenţă de 6ohmi, calculaţi amplitudinea tensiunii. 4. Unui diport i se aplica la intrare o tensiune de 4V şi se măsoară la ieşire o tensiune de,2v. Evaluaţi amplificarea în tensiune în db şi atenuarea respectivă. 4. La intrarea unui diport se aplică V, iar impedanţa de intrare este de ohmi. Puterea debitată în rezistenţa de sarcină este mw. Calculaţi câştigul în putere în db. Amplifică sau atenuează diportul? 42. Deduceţi epresia funcţiei de transfer a circuitului de integrare. Deduceţi epresiile caracteristicilor amplitudine-frecvenţă şi fază frecvenţă. 43. Un circuit de integrare are C=nF, R= kω. Desenaţi caracteristica amplitudinefrecvenţă în db, în scară logaritmică de frecvenţe. 44. Deduceţi epresia funcţiei de transfer a circuitului de derivare. Deduceți epresiile caracteristicilor amplitudine-frecvenţă şi fază frecvenţă. 45. Un circuit de derivare are C=nF, R= kω. Desenaţi caracteristica amplitudinefrecvenţă în db, în scară logaritmică de frecvenţe. 46. Un circuit de integrare are C=nF, R= kω, şi are drept sarcină un rezistor de R s = kohm. În paralel cu R se conectează un condensator, ales astfel încât caracteristica amplitudine-frecvenţă să devină constantă. Calculaţi valoarea acestui condensator şi atenuarea în tensiune rezultată. t[ms] 2
47. Calculaţi atenuarea în db produsă de un circuit de derivare cu R=kΩ, C=nF la frecvenţa khz. 48. Calculaţi atenuarea în db produsă de un circuit de derivare cu R=kΩ, C=nF la frecvenţa MHz. 49. Clasificarea erorilor de măsură după provenienţa lor. 5. Clasificarea erorilor de măsură după modul de manifestare. 5. Caracterizarea cantitativă a erorilor de măsură. 52. Se măsoară o tensiune de 4V cu un voltmetru pe scara de 5V. Voltmetrul indică 4,2V. Calculaţi eroarea absolută, eroarea relativă şi eroarea raportată. 53. Dispunem de trei voltmetre. Voltmetrul are U=V, c=4.voltmetrul 2 are U2=V, c2=,5. Voltmetrul 3 are U3=3V şi c3=2. Să se aleagă aparatul care măsoară o tensiune U=V cu eroare relativă limită minimă. 54. De ce este util ca un aparat de măsură să aibă mai multe scări şi cum pot fi alese acestea? 55. O mărime Y se măsoară indirect, măsurând nişte mărimi intermediare X i şi cunoscând relaţia între acestea şi mărimea Y. Dacă aceste măsurători sunt afectate de erorile limită relative ε lim, i, determinaţi eroarea relativă limită în măsurarea lui Y. 56. Se calculează puterea disipată de o rezistenţă R=kΩ, măsurând curentul prin ea, I=2mA. Rezistenţa are toleranţa 5%, curentul este măsurat cu un miliampermetru având clasa de precizie c=,5 şi I =ma. Să se calculeze eroarea relativă limită cu care este determinată puterea disipată. 57. Se calculează puterea disipată de o rezistenţă R=,5kΩ, la bornele căreia se măsoară o tensiune de 2V. Rezistenţa are toleranţa 5%, tensiunea este măsurată cu un voltmetru având clasa de precizie c=,5 şi U =5V. Să se calculeze eroarea relativă limită cu care este determinată puterea disipată. 58. Să se calculeze tensiunea medie, tensiunea medie absolută, tensiunea efectivă, factorul de vârf şi factorul de formă pentru următoarele tipuri de semnale: sinusoidal, dreptunghiular simetric, triunghiular simetric. 59. Principiul de funcţionare şi principalele caracteristici ale instrumentului magnetoelectric. 6. Cu un microampermetru având I = µ A, Ri = 2Ω se construieşte un ampermetru cu scările de ma, ma, ma. Desenaţi schema şi calculaţi elementele. 6. Cu un microampermetru având I = µ A, Ri = 2Ω se construieşte un voltmetru cu scările de V, V, V. Desenaţi schema şi calculaţi elementele. Calculaţi rezistenţa instrumentului pe toate scările. 62. Schema bloc a voltmetrului electronic de cc. 63. Principiul de funcţionare al detectorului de vârf. 64. Cu un voltmetru magnetoelectric având scări pentru măsurarea tensiunilor continue şi alternative, cu redresor dublă alternanţă, se fac următoarele măsurători pentru tensiunea periodică din figură: -pe scara de curent continuu se măsoară U=4V; -pe scara de curent alternativ se măsoară U2=7,77V. 3
u(t) E τ T t Ştiind că pe scara de curent alternativ voltmetrul este etalonat în valori efective pentru semnal sinusoidal, să se calculeze tensiunile E şi E2 dacă τ=t/2. 65. În cazul semnalului din problema precedentă, presupunând τ=t/3 şi E=4V, E2=-V, ce va indica voltmetrul în cele două cazuri? Cap.4. Măsurarea impedanţelor. 66. Fie schema din figură. Măsurând tensiunile U, U şi cunoscând R se calculează R presupunând RV infinit. Deduceţi relaţia de calcul în această ipoteză, apoi în cazul real când R are valoare finită. Evaluaţi eroarea sistematică rezultată în primul caz. V E 2 I R V V U R V V U R R o 67. Fie schema din figură, în care R este o rezistenţă etalon cunoscută. Pentru a determina R se măsoară curenţii I, I şi se calculează R presupunând ampermetrele ideale. Determinaţi relaţia de calcul. Deduceţi apoi valoarea eactă a lui R, având în vedere rezistenţele interne ale ampermetrelor. Calculaţi eroarea sistematică relativă făcută în primul caz. I RA A R I R A A U R U 68. Ohmmetre cu citire directă serie. 69. Ohmmetre cu citire directă derivaţie. 7. Factorul de calitate al unui grup rezistenţă-reactanţă. Formule de echivalenţă pentru grupuri serie şi paralel. 7. Utilizarea coneiunii tripolare pentru măsurarea impedanţelor. 72. Utilizarea coneiunii cuadripolare pentru măsurarea impedanţelor. 73. Determinaţi condiţiile de echilibru ale punţii Wheatstone. Concluzii. 74. Deduceţi epresia sensibilităţii punţii Wheatstone. 4
75. O punte Wheatstone utilizează ca instrument indicator de nul un voltmetru cu U=,5V şi E=,5V, R= k Ω, R2=2 k Ω. Scara voltmetrului e gradată în 5 diviziuni şi deviaţia minimă sesizabilă este de,2 div. Să se determine eroarea relativă procentuală determinată de pragul de sensibilitate. Să se determine eroarea relativă procentuală maimă totală, dacă rezistenţele au toleranţa de,5%. 76. O punte Wheatstone are E=,5V, R= k Ω, R2=2 k Ω. Calculaţi tensiunea maimă pe care trebuie să o suporte instrumentul indicator. 77. Punte pentru măsurarea rezistenţelor foarte mici. 78. Punte pentru măsurarea rezistenţelor foarte mari. 79. Punţi de curent alternativ: condiţia de echilibru; criterii generale. 8. Punţi de curent alternativ: clasificări. 8. Pentru puntea din figură deduceţi condiţiile de echilibru şi alegeţi elementele reglabile conform reprezentării carteziene, respectiv mite a impedanţei Z. R Z C r R3 82. Pentru puntea din figură deduceţi condiţiile de echilibru şi alegeţi elementele reglabile conform reprezentării carteziene, respectiv mite a impedanţei Z. R Z Cr R3 83. Pentru puntea din figură deduceţi condiţiile de echilibru şi alegeţi elementele reglabile conform reprezentării carteziene, respectiv mite a impedanţei Z. 5
R Z C r C 2 84. Pentru puntea din figură deduceţi condiţiile de echilibru şi alegeţi elementele reglabile conform reprezentării carteziene, respectiv mite a impedanţei Z. R Z C r C 2 85. Deduceţi structura unei punţi serie, de raport real, pentru măsurarea grupurilor capacitive. Deduceţi condiţiile de echilibru şi precizaţi alegerea elementelor reglabile aşa încât puntea să măsoare direct: a) capacitatea şi rezistenţa; b) capacitatea şi factorul de calitate. 86. Deduceţi structura unei punţi paralel, de raport real, pentru măsurarea grupurilor capacitive. Deduceţi condiţiile de echilibru şi precizaţi alegerea elementelor reglabile aşa încât puntea să măsoare direct: a) capacitatea şi rezistenţa; b) capacitatea şi factorul de calitate. 87. Se măsoară un grup LR cu o punte şi se obţine L=2mH. Măsurând acelaşi grup cu puntea duală se obţine L2=25mH. Calculaţi rezistenţele R şi R2 măsurate în cele două cazuri, dacă s-a lucrat la frecvenţa f = khz. 88. Se măsoară un grup RC cu o punte şi se obţine C=,25 nf. Măsurând acelaşi grup cu puntea duală se obţine C2= nf. Calculaţi rezistenţele R şi R2 măsurate în cele două cazuri, dacă s-a lucrat la frecvenţa f = MHz. 6