Zawód: technik elektronik Symbol cyfrowy zawodu: 311[07]
Numer zadania: 1
311[07]-01-141
Czas trwania egzaminu: 240 minut
ARKUSZ EGZAMINACYJNY
ETAP PRAKTYCZNY
EGZAMINU POTWIERDZAJĄCEGO KWALIFIKACJE ZAWODOWE STYCZEŃ 2014
Informacje dla zdającego:
1. Materiaáy egzaminacyjne obejmują: ARKUSZ EGZAMINACYJNY z treĞcią zadania i dokumentacją, zeszyt ze stroną tytuáową KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ oraz KARTĉ OCENY.
2. SprawdĨ, czy arkusz egzaminacyjny zawiera 6 stron. SprawdĨ, czy materiaáy egzaminacyjne są czytelne i nie zawierają báĊdnie wydrukowanych stron. Ewentualny brak stron lub inne usterki w materiaáach egzaminacyjnych zgáoĞ przewodniczącemu zespoáu nadzorującego etap praktyczny.
3. Na KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ:
wpisz swoją datĊ urodzenia,
wpisz swój numer PESEL*.
4. Na KARCIE OCENY:
wpisz swoją datĊ urodzenia,
wpisz swój numer PESEL*,
wpisz symbol cyfrowy zawodu,
zamaluj kratkĊ z numerem odpowiadającym numerowi zadania,
przyklej naklejkĊ ze swoim numerem PESEL w oznaczonym miejscu na karcie.
5. Zapoznaj siĊ z treĞcią zadania egzaminacyjnego oraz dokumentacją zaáączoną do zadania.
6. Rozwiązanie obejmuje opracowanie projektu realizacji prac okreĞlonych w treĞci zadania i wykonanie prac związanych z opracowaniem projektu..
7. Zadanie rozwiązuj tylko w zeszycie KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ od razu na czysto, nie otrzymasz dodatkowych kartek. Notatki, pomocnicze obliczenia itp., jeĪeli nie naleĪą do pracy, obwiedĨ linią i oznacz sáowem BRUDNOPIS. Zapisy oznaczone BRUDNOPIS nie bĊdą oceniane.
8. Po rozwiązaniu zadania ponumeruj strony pracy egzaminacyjnej. Numerowanie rozpocznij od strony, na której jest miejsce do zapisania tytuáu pracy. Wszystkie materiaáy, które zaáączasz do pracy, opisz swoim numerem PESEL* w prawym górnym rogu.
9. Na stronie tytuáowej zeszytu KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ, wpisz liczbĊ stron swojej pracy i liczbĊ sztuk zaáączonych materiaáów.
10. Zeszyt KARTA PRACY EGZAMINACYJNEJ i KARTĉ OCENY przekaĪ zespoáowi nadzorującemu etap praktyczny.
Powodzenia!
Arkusz zawiera informacje prawnie chronione do momentu rozpoczĊcia
egzaminu
Zadanie egzaminacyjne
Zakład usługowy zajmujący się naprawą sprzętu elektronicznego otrzymał zlecenie sprawdzenia działania prostego nadajnika radiowego pracującego z falą nośną o częstotliwości 1 MHz.
Jednym z badanych bloków jest modulator AM. Opracuj projekt realizacji prac związanych z uruchomieniem i sprawdzeniem działania modulatora AM na podstawie dokumentacji.
Projekt realizacji prac powinien zawierać:
1. Tytuł pracy egzaminacyjnej wynikającej z treści zadania.
2. Założenia do opracowania projektu wynikające z treści zadania, wymagań technicznych i wyposażenia stanowiska.
3. Wykaz działań związanych z uruchomieniem i sprawdzeniem działania modulatora AM.
4. Schemat układu pomiarowego wraz z opisem wykonania pomiarów przy wyznaczaniu charakterystyki przejściowej i częstotliwościowej.
Dokumentacja z wykonanych prac powinna zawierać:
1. Zestawienie wyników obliczeń uzyskanych na podstawie pomiarów oraz przykładowe obliczenie współczynnika głębokości modulacji m dla napięcia modulującego, którego amplituda wynosi 1V (UM = 1V) z uwzględnieniem jednostek.
2. Interpretację graficzną pomiarów w postaci charakterystyki przejściowej m = f(UM) i częstotliwościowej m = f(fM) wraz z:
a. oszacowaniem na podstawie charakterystyki przejściowej m = f(UM) maksymalnej wartość napięcia modulującego UMmax, niewywołującego zniekształceń (wyznacza się jako punkt rozejścia się charakterystyki i prostej, która jest do niej styczna w początkowym (liniowym) zakresie,
b. określeniem na podstawie charakterystyki częstotliwościowej m = f(fM) dolnej fd
i górnej fg częstotliwości sygnału modulującego oraz pasma przestrajania częstotliwości sygnału modulującego Bm, w którym modulator był w stanie wpisać go bez zniekształceń w sygnał nośny (przyjąć poprawny zakres jako Bm = 0,9mmax).
3. Porównanie wymagań technicznych modulatora z danymi otrzymanymi w wyniku pomiarów: napięcia modulującego UMmax, dolnej fd i górnej fg częstotliwości sygnału modulującego i pasma częstotliwości sygnału modulującego Bm.
4. Wnioski wynikające z interpretacji uzyskanych wyników.
5. Wskazania eksploatacyjne dla użytkownika.
Do wykonania zadania wykorzystaj:
Opis badanego układu modulatora AM ... Załącznik 1.
Dane techniczne badanego układu ... Załącznik 2.
Wyposażenie stanowiska pomiarowego ... Załącznik 3.
Podstawowe wzory ... Załącznik 4.
Wyniki pomiarów uzyskane podczas badania modulatora AM ... Załącznik 5.
Przebieg sygnał zmodulowanego na ekranie oscyloskopu ... Załącznik 6.
oraz
zamieszczone w Karcie Pracy Egzaminacyjnej:
− Opracowanie wyników pomiarów i obliczenia,
− Charakterystyki.
Czas przeznaczony na wykonanie zadania wynosi 240 minut.
Załącznik 1.
Opis badanego układu modulatora AM
Przesyłanie na odległość sygnału akustycznego, realizuje się zwykle poprzez wpisanie go w sygnał wielkiej częstotliwości, nazywany sygnałem nośnym. Wyemitowanie sygnału w postaci fali elektromagnetycznej o wielkiej częstotliwości jest łatwiejsze niż sygnału małej częstotliwości Sygnał niosący informację np. akustyczny nazywany jest sygnałem modulującym. Proces przepisywania informacji (np. dźwięku) z pasma częstotliwości zajmowanego przez tę informacje do pasma wielkiej częstotliwości jest nazywany modulacją. Jeżeli fala nośna jest sygnałem sinusoidalnym wielkiej częstotliwości to sygnał modulujący może zmieniać jego amplitudę wówczas zachodzi modulacja amplitudy AM, a układ, w którym ten proces zachodzi nazywamy modulatorem AM.
W zastosowanym rozwiązaniu modulację AM uzyskuje się w układzie wzmacniacza z zastosowanymi elementami nieliniowymi, w których kąt przepływu uzależniony jest od wartości chwilowej napięcia modulującego UM. Przebieg modulowany podawany jest w obwód bazy tranzystora T2, z obwodem rezonansowym LC, natomiast przebieg modulujący do bazy tranzystora T1. Obwód rezonansowy LC dostrojony jest do pulsacji ωN, zaś jego dobroć dobrana jest tak, że sygnały o pulsacji ωN ±ωM są przenoszone prawie tak samo, jak sygnał o pulsacji ωN. Harmoniczne i ich kombinacje są silnie tłumione. W obwodzie bazy napięcie UM łącznie z napięciem polaryzacji jest nakładane na przebieg modulowany.
Tabela 1. Wykaz elementów
Rys.1. Schemat ideowy modulatora
Załącznik 2.
Dane techniczne badanego układu
Tabela 2. Wymagane parametry elektryczne modulatora AM
Parametry modulatora AM mogą odbiegać od założonych o ± 10%
Załącznik 3.
Wyposażenie stanowiska pomiarowego
Stanowisko pomiarowe zasilane napięciem z sieci energetycznej 230 V z aparaturą kontrolno- pomiarową.
− Zasilacz regulowany +20 V 0,5 A prądu stałego szt. 1.
− Multimetr z funkcją pomiaru U/I AC/DC szt.1.
− Generator sygnału w.cz. z miernikiem częstotliwości.
− Generator sygnału m.cz. z miernikiem częstotliwości.
− Oscyloskop dwukanałowy.
Oznaczenie Rodzaj elementu T1, T2
C C1 C2 C3 CE
R1
R2 R3 R4 R5 RE L
tranzystor BF496 kondensator 47 pF kondensator 4,7 nF kondensator 1 μF kondensator 10 nF kondensator 15 pF rezystor 6,8 kΩ/0,25 W rezystor 2,2 kΩ/0,25 W rezystor 30 kΩ/0,25 W rezystor 6,8 kΩ/0,25 W rezystor 2,2 kΩ/0,25 W rezystor 68 kΩ/0,25 W cewka 470 μH/1A/666
Nazwa parametru Oznaczenie Wartość i jednostka
Napięcie zasilania układu Uz 12 V
Maksymalna amplituda napięcia modulującego UMmax 1,5 V Dolna częstotliwość sygnału modulującego fd 100 Hz Górna częstotliwość sygnału modulującego fg 8 kHz Pasmo przestrajania częstotliwości sygnału modulującego Bm 7,9 kHz
Wilgotność względna w 30÷80%
Temperatura pracy ΔTo 0÷80oC
Załącznik 4.
Podstawowe wzory
Oznaczenia stosowane w tabelach i wzorach:
– wartość międzyszczytowa maksymalna napięcia zmodulowanego – wartość międzyszczytowa minimalna napięcia zmodulowanego – amplituda napięcia modulującego
– amplituda fali nośnej
– dolna częstotliwość sygnału modulującego wyznaczona z charakterystyki częstotliwościowej – górna częstotliwość sygnału modulującego wyznaczona z charakterystyki częstotliwościowej – częstotliwość modulująca
– częstotliwość nośna
– maksymalna wartość współczynnika głębokości modulacji odczytana z charakterystyki częstotliwościowej
– pasmo przestrajania częstotliwości sygnału modulującego, wyznaczone na charakterystyce częstotliwościowej, dla których m jest większe od
Załącznik 5.
Wyniki pomiarów uzyskane podczas badania modulatora AM.
1. Pomiar współczynnika głębokości modulacji m w funkcji amplitudy napięcia modulującego UM Tabela 3. Wyniki pomiarów m= f(UM), przy fM = const = 1 kHz; fN = const = 1000 kHz;
amplituda fali nośnej UN = const = 1,7 V
2. Pomiar współczynnika głębokości modulacji m w funkcji częstotliwości modulującej fM
Tabela 4. Wyniki pomiarów m= f(fM), przy UM = const = 600 mV; fN = const = 1 000 kHz;
amplituda fali nośnej UN = const = 1,7 V
% 100
min max
min
max ⋅
+
= −
AM AM
AM AM
U U
U m U
d g
m f f
B = −
max
UAM min
UAM
UM
UN
fd
fg
fM
fN
mmax
Bm
mmax
,9 0
UM V 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8
UAMmin V 3,00 2.6 2,3 1,8 1,0 0,6 0,3 0,2
UAMmax V 3,80 4,2 4,4 5,0 5,8 6,2 6,6 6.7
fM Hz 30 50 100 300 500 800 1 000 3 000 5 000 8 000 10 000 20 000 m % 28 29 30 32 30 33 33 33 32 30 29 25
Załącznik 6.
Przebieg sygnał zmodulowanego na ekranie oscyloskopu
Do pomiaru współczynnika głębokości modulacji wykorzystano metodę rozciągu liniowego.
Metoda ta polega na uzyskaniu na ekranie oscyloskopu sygnału zmodulowanego. Wówczas należy odczytać z ekranu wartości międzyszczytowe przebiegu maksymalną UAMmax i minimalną UAMmin. Wartość współczynnika m należy obliczyć ze wzoru.
Uwaga:
Tabelę 1 w KARCIE PRACY EGZAMINACYJNEJ dla UM = 1 V należy uzupełnić odczytami wartości, UAMmax i UAMmin z oscylogramu – Załącznik 6, wykorzystując metodę rozciągu liniowego i wykonać obliczenia z uwzględnieniem jednostek wykorzystując podane wzory.
