Voorbeeldvragen Basiselektronica (BEL)

Voorbeeldvragen Basiselektronica (BEL).
OPGAVE 1.
In bovenstaande schakeling is een luidspreker via een filter (bestaande uit een spoel en een
condensator) met de uitgang van een versterker verbonden.
a)
Beredeneer dat de luidspreker vooral de lage tonen zal weergeven.
b)
Geef het schema van een filter, eveneens bestaande uit een spoel en een condensator, zó
dat vooral de hoge tonen aan de luidspreker worden doorgegeven.
OPGAVE 2.
De meeste moderne elektronische apparatuur heeft als voedingsspanning een lage
gelijkspanning nodig. Deze kan eventueel door batterijen geleverd worden, maar het is
goedkoper en milieuvriendelijker de energie via een voedingseenheid uit het lichtnet te halen. In
de meeste apparaten zit een voedingseenheid ingebouwd.
We gaan in deze opgave de opbouw van een eenvoudige voedingseenheid bekijken. In de
schema's stelt Rapp het apparaat voor dat de voedingsspanning moet ontvangen (b.v. een radio).
In bovenstaande schakeling wordt de spanning van het lichtnet eerst omlaag getransformeerd, en
dan gelijk gericht.
a)
Leg de werking van de gelijkrichtschakeling uit.
Als het aangesloten apparaat een radio of audio-versterker is, dan zal deze een bromtoon
produceren.
b)
Waarom ontstaat er een bromtoon? Welke frequentie zal deze bromtoon hebben?
Deze brom wordt al een stuk minder als men tussen A en B een condensator opneemt.
c)
Leg uit waarom VAB nu het hierboven weergegeven verloop heeft.
d)
Leg uit of de condensator een grote of een kleine capaciteit moet hebben, om zo weinig
mogelijk brom over te houden.
De brom is nog verder te verminderen door de schakeling als volgt verder uit te breiden:
e)
Leg in het kort uit waarom de 'rimpeling' in de voedingsspanning nu nog minder wordt.
OPGAVE 3.
In deze schakeling is een
NTC-weerstand opgenomen.
Deze is gemaakt van
halfgeleidermateriaal.
a)
Hoe komt het dat de weerstand van halfgeleidermateriaal afneemt als de temperatuur
stijgt?
b)
Leg uit dat de uitslag van de voltmeter in deze schakeling afneemt als de temperatuur
stijgt.
Bovenstaande schakeling heeft het nadeel dat kleine temperatuursveranderingen nauwelijks of
niet merkbaar zijn.
c)
Breidt de schakeling uit (met o.a. een transistor), zó dat ook kleine
temperatuursveranderingen goed meetbaar zijn. Bovendien moet een hogere
temperatuur ook een grotere uitslag op de voltmeter geven.
d)
Leg uit hoe jouw schakeling werkt.
OPGAVE 4.
Een zeer eenvoudig geheugenelement kun je maken door de uitgang van een OR-poort met één
van de ingangen te verbinden. Een (kortstondige) 1 op de andere ingang van de OR-poort levert
dan een blijvende 1 op de uitgang. Een nadeel is dat je de terugkoppeling mechanisch moet
onderbreken om te resetten.
Met onderstaande schakeling is dit wel mogelijk. Deze is opgebouwd op een
experimenteerbord, dat op veel scholen gebruikt wordt. Hoewel hier twee mechanische
schakelaars (drukknop en schuifschakelaar) gebruikt worden, kunnen de signalen nu ook net zo
goed van een sensor of de uitgang van een andere component komen.
Toelichting bij het bord:
 De drukknop levert een 1 als hij ingedrukt wordt (en anders een 0).
 De schuifschakelaar levert in één stand een 1 en in de andere stand een 0.
 De lichtsensor levert een 1 als de lichtinval boven een bepaalde waarde komt.
 De temperatuursensor levert een 1 als de temperatuur boven een bepaalde waarde komt.
a.
Leg uit hoe deze schakeling werkt.
b.
Ontwerp nu (op hetzelfde experimenteerbord) een schakeling die er voor zorgt dat de
zoemer aangaat als de temperatuur hoog wordt. Daalt de temperatuur weer, dan moet
de zoemer aan blijven staan, totdat er op de drukknop wordt gedrukt.
OPGAVE 5.
In de schakeling hiernaast is een temperatuursensor
opgenomen, die een 1 afgeeft als de temperatuur boven een
bepaalde grens komt. Komt de temperatuur boven deze
grens, dan gaat het signaallampje knipperen.
a) Leg uit waarom het lampje gaat knipperen. Wat doe het
lampje als de temperatuur laag is?
b) Ontwerp nu zelf een schakeling (met temperatuur en lichtsensor), waarbij het lampje
gaat knipperen als de temperatuur hoog is en tegelijk de hoeveelheid licht groot is.
Bovendien moet het lampje te testen zijn door middel van een drukknop.
c) Breid de vorige schakeling uit (met o.a. een binaire 16-teller), zo dat het
signaallampje pas gaat knipperen als temperatuur en lichtintensiteit
beide minstens 9 seconden onafgebroken hoog zijn. Zijn temperatuur
en licht beide bijvoorbeeld 5 seconden hoog, dan even niet en later weer
5 seconden, dan mag het lampje niet gaan knipperen!
Ga er van uit dat de klok pulsen geeft van 1,0 Hz..