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dtlab_t3 [2024/03/07 23:27] beckmanf created |
dtlab_t3 [2025/03/27 14:28] (current) beckmanf [Auswertung] gemeinsamer Bericht |
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| {{::inverterpower.drawio.png|Inverter Leistung}} | {{::inverterpower.drawio.png|Inverter Leistung}} | ||
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| Abb. 1: Inverter mit Kapazit盲t als Last | Abb. 1: Inverter mit Kapazit盲t als Last | ||
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| Im [[dtlab_t1#vorbereitung|Datenblatt]] ist in Kapitel 11 "Power Supply Recommendations" die Anordnung eines solchen Blockkondensators im Layout einer Platine in der N盲he des Bausteins dargestellt. | Im [[dtlab_t1#vorbereitung|Datenblatt]] ist in Kapitel 11 "Power Supply Recommendations" die Anordnung eines solchen Blockkondensators im Layout einer Platine in der N盲he des Bausteins dargestellt. | ||
| - | Auf dem ZIF Board befindet sich auf der R眉ckseite ein Kondensator f眉r die Versorgungsspannung. | + | Auf dem ZIF Board befindet sich auf der [[dtlab_t1#labor|R眉ckseite ein Kondensator]] f眉r die Versorgungsspannung. |
| ==== Fragen zur Vorbereitung ==== | ==== Fragen zur Vorbereitung ==== | ||
| - | Nehmen Sie f眉r die Transistoren in Abbildung 1 einen On Widerstand von 100 Ohm an. Der Off Widerstand soll 1 MOhm betragen. Vdd soll 5V sein. Der Kondensator hat eine Kapazit盲t von 20pF. | + | a) Nehmen Sie f眉r die Transistoren in Abbildung 1 einen On Widerstand von 100 Ohm an. Der Off Widerstand soll 1 MOhm betragen. Vdd soll 5V sein. Der Kondensator hat eine Kapazit盲t von 20pF. |
| - | * Die Eingangsspannung des Inverters ist Low. Wie gro脽 ist die Ausgangsspannung, wenn der Ausgang des Inverters mit 20 mA belastet wird? (3V)听 | + | * Die Eingangsspannung des Inverters ist Low. Wie gro脽 ist die Ausgangsspannung, wenn der Ausgang des Inverters mit 20 mA belastet wird?听 |
| - | * Nehmen Sie an, dass die Ausgangsspannung Low ist. Der Kondensator ist vollst盲ndig entladen. Wie gro脽 ist der Strom direkt nach dem Umschalten des Ausgangs von Low nach High? (50 mA)听 | + | * Nehmen Sie an, dass die Ausgangsspannung Low ist. Der Kondensator ist vollst盲ndig entladen. Wie gro脽 ist der Strom direkt nach dem Umschalten der Eingangsspannung von High nach Low?听 |
| - | * Nehmen Sie jetzt an, dass die Versorgungsleitung einen Widerstand von 10 Ohm hat. Auf welchen Wert 盲ndert sich die Betriebsspannung am Baustein?听 | + | * Nehmen Sie jetzt an, dass die Versorgungsleitung einen Widerstand von 10 Ohm hat. Auf welchen Wert 盲ndert sich die Betriebsspannung am Baustein w盲hrend des Umschaltzeitpunktes?听 |
| - | * Welchen durchschnittlichen Strom aus der Versorgung erwarten Sie bei eine Frequenz des Eingangssignals von 1 MHz? | + | * Welchen durchschnittlichen Strom aus der Versorgung erwarten Sie bei einer Frequenz des Eingangssignals von 1 MHz? |
| * Welche Leistung ben枚tigen Sie dann? | * Welche Leistung ben枚tigen Sie dann? | ||
| * Welche Leistung ben枚tigen Sie, wenn in der Schaltung 100 solche Inverter sind? | * Welche Leistung ben枚tigen Sie, wenn in der Schaltung 100 solche Inverter sind? | ||
| - | * Mit welcher Taktfrequenz k枚nnen Sie das Eingangssignal in etwa betreiben? | + | * Mit welcher maximalen Taktfrequenz k枚nnen Sie das Eingangssignal bei der Messung der Schaltung in Abbildung 1 in etwa betreiben? |
| - | Antworten: 3V, 50mA, 4,5V, 100uA, 0,5mW, 50mW, 20 MHz | + | Antworten: 3V, 50mA, 4,5V, 100uA, 0,5mW, 50mW, 50 MHz听 |
| + | 听 | ||
| + | b) Mit welcher Frequenz k枚nnen Sie den Eingang der Kettenschaltung von vier Invertern mit dem 74HC00 IC f眉r die Messung des Stroms maximal betreiben?听 | ||
| + | 听 | ||
| + | Bitte notieren Sie Ihre 脺berlegungen auf einem Zettel und bringen Sie den Zettel mit ins Labor. | ||
| ===== Labor ===== | ===== Labor ===== | ||
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| * 脛ndert sich der Strom mit der Spannung linear oder quadratisch? | * 脛ndert sich der Strom mit der Spannung linear oder quadratisch? | ||
| * 脛ndert sich die Leistung mit der Spannung linear oder quadratisch? | * 脛ndert sich die Leistung mit der Spannung linear oder quadratisch? | ||
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| + | Bestimmen Sie f眉r die Messungen eine Ausgleichsgerade f眉r den Strom in Abh盲ngigkeit von der Frequenz anhand der [[https://de.wikipedia.org/wiki/Methode_der_kleinsten_Quadrate|Methode der kleinsten Fehlerquadrate]]. Nutzen Sie die {{ ::dt-fehlerquadrate.ods | LibreCalc ODS Beispielkalkulation}} und berechnen Sie die beste Ausgleichsgerade f眉r Ihre Daten. Welche "Kapazit盲t" w眉rde sich anhand der Ausgleichsgeraden ergeben? | ||
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| + | Laden Sie den gemeinsamen Untersuchungsbericht f眉r Verz枚gerungszeit und Leistungsaufnahme in Moodle hoch. | ||