Arkusz egzaminacyjny



Pobieranie 122.03 Kb.
Data01.05.2016
Rozmiar122.03 Kb.
Zawód: technik elektronik

Symbol cyfrowy: 311 [07] 311 [07]-01 -072

Numer zadania: 1

Czas trwania egzaminu: 240 minut



ARKUSZ EGZAMINACYJNY

ETAP PRAKTYCZNY
PRÓBNY EGZAMIN POTWIERDZAJĄCY KWALIFIKACJE ZAWODOWE


LUTY 2009

Informacje dla zdającego

UWAGA! Poniższe informacje dotyczą właściwego egzaminu i mogą odbiegać od zasad obowiązujących podczas egzaminu PRÓBNEGO.

  1. Materiały egzaminacyjne obejmują: ARKUSZ EGZAMINACYJNY z treścią
    zadania i dokumentacją, zeszyt ze stroną tytułową KARTA PRACY
    EGZAMINACYJNEJ oraz KARTĘ OCENY.

  2. Sprawdź, czy arkusz egzaminacyjny, który otrzymałeś, zawiera stron. Sprawdź,
    czy materiały egzaminacyjne są czytelne i nie zawierają błędnie wydrukowanych stron. Ewentualny brak stron lub inne usterki w materiałach egzaminacyjnych zgłoś przewodniczącemu zespołu nadzorującego etap praktyczny.

  3. Na KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ:

  • wpisz swoją datę urodzenia,

  • wpisz swój numer PESEL.

4. Na KARCIE OCENY:

  • wpisz swoją datę urodzenia,

  • wpisz swój numer PESEL i zakoduj go,

  • wpisz odczytany z arkusza symbol cyfrowy zawodu,

  • zamaluj kratkę z numerem odpowiadającym numerowi zadania odczytanemu
    z arkusza.

  1. Zapoznaj się z treścią zadania egzaminacyjnego oraz dokumentacją załączoną do
    zadania.

  2. Rozwiązanie obejmuje opracowanie projektu realizacji prac określonych w treści
    zadania, wykonanie prac związanych z opracowywanym projektem i sporządzenie
    dokumentacji z ich wykonania.

  3. Zadanie rozwiązuj w zeszycie KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ od razu na
    czysto. Notatki, pomocnicze obliczenia itp., jeżeli nie należą do pracy, obwiedź
    linią i oznacz słowem BRUDNOPIS. Zapisy oznaczone BRUDNOPIS nie będą
    oceniane.

  4. Po rozwiązaniu zadania ponumeruj strony pracy egzaminacyjnej. Numerowanie
    rozpocznij od strony, na której jest miejsce do zapisania tytułu pracy.

  5. Na stronie tytułowej zeszytu KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ, wpisz liczbę
    stron swojej pracy.

  6. Zeszyt KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ i KARTĘ OCENY przekaż zespołowi
    nadzorującemu etap praktyczny.

Powodzenia!

Zadanie egzaminacyjne

Opracuj projekt realizacji prac związanych z uruchomieniem i sprawdzeniem działania


akustycznego wzmacniacza mocy z układem scalonym TDA 2030 w typowym układzie
aplikacyjnym opisanym w załączniku 1, zgodnie z jego danymi technicznymi zawartymi
w załączniku 2.

Na podstawie wyników pomiarów przeprowadzonych zgodnie z instrukcją serwisową


określ charakterystyczne parametry wzmacniacza mocy (Załącznik 3). Porównaj je
z danymi technicznymi, sformułuj wnioski dotyczące uzyskanych parametrów i ich wpływu
na eksploatację wzmacniacza.

Projekt realizacji prac powinien zawierać:

  1. Tytuł pracy egzaminacyjnej.

  2. Założenia - dane wynikające z treści zadania i załączonej dokumentacji.

  1. Wykaz działań związanych z uruchomieniem i sprawdzeniem działania akustycznego
    wzmacniacza mocy z układem scalonym TDA 2030.

  2. Schematy układów pomiarowych do sprawdzenia parametrów akustycznego
    wzmacniacza mocy z układem scalonym TDA 2030.

  3. Opis sposobu pomiarów charakterystycznych parametrów akustycznego
    wzmacniacza mocy z układem scalonym TDA 2030.

  1. Wskazania eksploatacyjne dla użytkowników akustycznego wzmacniacza mocy.

Dokumentacja z wykonania prac powinna zawierać:

  1. Zestawienie wyników obliczeń uzyskanych na podstawie wyników pomiarów.

  1. Interpretację graficzną wyników pomiarów w postaci charakterystyk dynamicznych:
    PWY, h,  = f (UWE) i częstotliwościowych: PWY, h = f (f).

  2. Analizę wyników pomiarów parametrów wzmacniacza mocy oraz jego charakterystyk
    w celu porównania z danymi katalogowymi.

  1. Wnioski wynikające z interpretacji uzyskanych wyników pomiarów.

Do wykonania zadania wykorzystaj:

Schemat ideowy typowego zastosowania układu scalonego TDA 2030 jako wzmacniacza

mocy i jego opis - Załącznik 1.

Katalogowe parametry akustycznego wzmacniacza mocy z układem scalonym TDA 2030

- Załącznik 2.

Wyposażenie stanowiska do pomiaru charakterystycznych parametrów akustycznego

wzmacniacza mocy o PWY < 20 W - Załącznik 3.

Wyniki pomiarów uzyskane podczas uruchamiania i sprawdzania akustycznego

wzmacniacza mocy z układem scalonym TDA 2030 - Załącznik 4.

Czas przeznaczony na wykonanie zadania wynosi 240 minut.

Załącznik 1

Schemat ideowy typowego zastosowania układu scalonego TDA 2030 jako

wzmacniacza mocy i jego opis

Wzmacniacz akustyczny, którego schemat ideowy przedstawiony jest na rysunku 1, to


wzmacniacz mocy małej częstotliwości, którego przeciwsobny stopień końcowy działa w klasie AB.
Można go obciążyć głośnikiem o impedancji, co najmniej 4, a do wejścia UWE podłączyć każde
źródło napięcia analogowego o poziomie napięcia nie wyższym od napięcia zasilania układu
scalonego TDA2030.

Układ scalony TDA2030 umocowany jest na typowym radiatorze żeberkowym gwarantującym


odprowadzanie ciepła wydzielanego w strukturze układu scalonego, aby przy mocy strat
PSTR = 12 W temperatura obudowy układu scalonego była TC < 90oC.

Rezystory RA, RB, R3 są dzielnikiem napięcia stałego polaryzującego wstępnie wejście


nieodwracające fazę wzmacniacza TDA2030, kondensator CB służy do odfiltrowania tętnień tego
napięcia. Zadaniem kondensatora C1 jest oddzielenie składowej stałej sygnału wejściowego, tzn.
nie pozwolić na przedostawanie się napięć stałych zarówno do jak i od wejścia wzmacniacza.
Wartość pojemności C1 wpływa jednocześnie na dolną częstotliwość graniczną fd (określaną przy
-3 dB spadku mocy wyjściowej). Zmniejszenie pojemności tego kondensatora powoduje
zwiększenie częstotliwości fd. Kondensator C2, ma wpływ na wielkość ujemnego sprzężenia
zwrotnego w zakresie niskich częstotliwości powodując zmniejszenie wzmocnienia mocy w tym
zakresie pasma (podobnie jak kondensator C1). Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza jest
kształtowane w pętli ujemnego sprzężenia zwrotnego przy pomocy rezystorów R1 i R2.

Dwójnik R4 C7 dołączony równolegle do wyjścia wzmacniacza zabezpiecza przed


wzbudzaniem się układu wzmacniacza w zakresie górnych częstotliwości przenoszonego pasma,
szczególnie w przypadku długich przewodów łączących z głośnikami. Zwiększając wartość
rezystancji R4 lub zmniejszając wartość pojemności C7 zwiększa się niebezpieczeństwo
wzbudzenia (oscylacji) na wyjściu wzmacniacza.

Kondensator C4 zabezpiecza głośnik przed przepływem przez niego prądu stałego, oraz


zapewnia warunki zasilania stopnia mocy podczas ujemnego półokresu napięcia wyjściowego.

Diody D1 i D2 zabezpieczają układ TDA2030 przed przepięciami, jakie mogłyby powstać na


indukcyjności głośnika. Kondensatory C3 i C5 służą do filtrowania napięcia zasilającego.

Rys. 1. Schemat ideowy akustycznego wzmacniacza mocy z układem TDA2030.



Załącznik 2

Katalogowe parametry wzmacniacza akustycznego z układem scalonym TDA2030

zasilanego pojedynczym napięciem Uz = 30 V, temperatura otoczenia 25°C



Symbol

Parametr

Warunki pomiaru

Min.

Typ.

Max.

Jednostka

UZ

Napięcie zasilania




12

28÷30

36

V

IWYmax

Szczytowy prąd
wyjściowy










3,5

A

PSTRmax

Maksymalna moc
strat

Temperatura obudowy
TDA 2030 TC = 90oC







20

W

PWY

Moc wyjściowa

h = 0,5%, KU = 30 dB
f = 40 do 15000 Hz

RL= 4



12

14




W

h

Zniekształcenia
nieliniowe

PWY = 0,1 do 12 W
RL= 4, KU = 30 dB
f = 40 do 15000 Hz




0,2

0,5

%

B

Pasmo

częstotliwości przy


spadku mocy
(-3 dB)

KU = 30 dB

Pwy= 12 W, RL = 4

10 do 140000

Hz

Rwe

Rezystancja
wejściowa




0,5

5




M

KU

Wzmocnienie
napięciowe (przy
zamkniętej pętli)

f = 1 kHz, R1=150 k
R2 = 4,7 k

29,5

30

30,5

dB

PZ

Moc zasilania

Pwy = 14 W, RL= 4




27




W

IZ

Prąd zasilania

PWY = 14 W, RL= 4




900




mA

Tc

Temperatura
obudowy układu
scalonego

Radiator typowy

L = 60 mm


dla PSTR = 12 W




90




°C

TJ

Temperatura
zadziałania
zabezpieczenia
termicznego







150




°C



Sprawność
energetyczna

Pwy = 14 W, RL= 4

50




60

%

Załącznik 3

Wyposażenie stanowiska do pomiaru charakterystycznych parametrów
akustycznego wzmacniacza mocy o PWY < 20 W

Stanowisko pomiarowe zasilane napięciem z sieci energetycznej 230 V z aparaturą kontrolno-


pomiarowa umożliwiającą wykonanie charakterystycznych pomiarów akustycznych wzmacniaczy
średniej mocy.

Proponowany zestaw urządzeń pozwala określić parametry elektryczne decydujące o jakości


akustycznego wzmacniacza mocy metodami zalecanymi w instrukcjach serwisowych wydawanych
przez producentów sprzętu elektroakustycznego.

  1. Zasilacz napięcia stałego stabilizowany 30 V/1 A

  2. Generator pomiarowy napięcia sinusoidalnego

f (5 Hz ÷ 200 kHz), UWY (0 ÷ 200 mV), h < 0,1 %

  1. Miernik mocy wyjściowej RWE = 4 , f < 200 kHz, PWE ≤ 20 W

  2. Miernik zawartości harmonicznych

  3. Multimetr cyfrowy z funkcją pomiaru U/I

Załącznik 4

Wyniki pomiarów uzyskane podczas uruchamiania i sprawdzania akustycznego
wzmacniacza mocy z układem scalonym TDA 2030

1. Pomiary parametrów dynamicznych wzmacniacza mocy

Pomiary przeprowadza się w układzie pozwalającym zmierzyć moc wyjściową i współczynnik
zawartości harmonicznych napięcia wyjściowego oraz obliczyć moc zasilania i moc strat, przy
znamionowej rezystancji obciążenia RL = 4

Warunki pomiaru: UZ = 30 V, f = 1 kHz, To = 25°C



Uwe

[mV]

0

5

10

20

40

60

80

100

150

200

IZ

[mA]

40

100

200

300

400

500

600

700

800

900

PWY

[W]

0

0,5

2

4

6

8

10

12

14

16

h

[%]

-

1,5

0,7

0,5

0,3

0,3

0,3

0,5

5

10

PZ

[W]































PSTR

[W]


































[%]































Uwaga: Tabelę 1 - uzupełnioną wynikami obliczeń oraz przykładowe obliczenia dla napięcia
wejściowego UWE = 60 mV przenieś do Karty Pracy Egzaminacyjnej. Podczas wykonywania
obliczeń możesz korzystać z kalkulatora.

Oznaczenia stosowane w tabeli 1:

UZ - pojedyncze napięcie zasilania

f - częstotliwość napięcia wejściowego

To - temperatura otoczenia

UWE - napięcie wejściowe

IZ - prąd zasilania



PWY - moc wyjściowa

h - współczynnik zawartości harmonicznych lub zniekształceń nieliniowych

PZ - moc zasilania

PSTR - moc strat ograniczona temperaturą obudowy układu scalonego

 - sprawność energetyczna wzmacniacza mocy

Moc zasilania wzmacniacza mocy działającego w klasie AB lub B zależna jest od jego

wysterowania napięciem wejściowym, co zdecydowanie zwiększa sprawność energetyczną

wzmacniacza. Do obliczeń mocy zasilania wykorzystaj wzór:


Moc traconą głównie w układzie scalonym obliczysz z wzoru:

Obliczenie mocy strat PSTR pozwala stwierdzić, czy zalecana temperatura obudowy układu


scalonego przy określonym typie radiatora nie została przekroczona podczas pomiarów.
Moc zasilania i moc wyjściowa mają istotny wpływ na sprawność energetyczną wzmacniacza
mocy, którą obliczysz z wzoru:

Wyniki obliczeń sprawności zapisz z dokładnością 1%.

2. Pomiary parametrów charakterystyki częstotliwościowej

Pomiary przeprowadza się w identycznym układzie jak do pomiaru parametrów dynamicznych,


przy znamionowej rezystancji obciążenia Rl = 4.

Warunki pomiaru: UZ = 30 V, UWE = 50 mV, To = 25°C



f

[kHz]

0,005

200


0,01


0,02


0,05


0,1


0,2


0,5


1,0


2,0


5,0


10


20


50


100


150


200

PWY

[W]

2,0

3,5

5,1

6,8

7,0

7,0

7,0

7,0

7,0

7,0

7,0

7,0

6,5

4,0

3,5

2,7

h

[%]

2,5

1,8

0,9

0,5

0,4

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

0,5

0,8

1,4

2,0

5,0

12

Częstotliwości graniczne fd i fg wyznaczające szerokość pasma przenoszenia wzmacniacza mocy
określa się przy spadku mocy wyjściowej o 3 dB względem maksymalnej mocy wyjściowej PWYmax
zmierzonej w określonych warunkach pomiaru, wówczas moc wyjściową PWY(- 3 dB) przy
częstotliwościach granicznych można obliczyć stosując wzór:

stąd:

Strona z



©absta.pl 2016
wyślij wiadomość

    Strona główna