Rekonstruktion 1. Klausur WS2011/12

[ska]

Ich fange mal an, aus dem Kopf (habe keine Mitschrift gemacht) die Klausuraufgaben zu rekonstruieren, solange sie noch frisch sind. Mein Gedächtnis ist nicht fotografisch, sind sicher ein paar Lücken und Fehler drin, aber zusammen kriegen wir sicher was hin. Ich ergänze hier oben dann entsprechend. Vielleicht hilft es denen, die im Zweitversuch ran müssen oder vielleucht für's nächste Jahr...
Wenn's halbwegs vollständig ist, gibt es ein PDF mit ordentlichen Schaltplänen, kommt dann auf Hirnlos.

Aufgabe 2:

Alle Bauteile seien ideal.
2.1 In welcher Grundschaltung befindet sich OP1?
2.2 Berechnen Sie Phi_1 in Abhängigkeit von U_E
2.3 Welche Widerstände kann man kurzschließen oder entfernen, ohne dass sich die Ausgangsspannungen ändern?
2.4 Berechnen Sie Phi_3 in Abhängigkeit von Phi_1
2.5 In welcher Grundschaltung befindet sich OP2?
2.6 Berechnen Sie U_RL in Abhängigkeit von U_E
2.7 Zeichnen Sie den Verlauf von U_AB für U_E >= 0V bei symmetrischer Betriebsspannung OP1: +/- 8V; OP2: +/-12V

Aufgabe 3:

3.1 Berechnen Sie den Innenwiderstand Ri bzgl. der Klemmen A und B
3.2 Berechnen Sie die Leerlaufspannung UL mit Hilfe des Superpositionsverfahrens und zeichnen Sie die zugehörigen Ersatzschaltbilder.
Es gelte nun R1 = R2 = R3 = R5 = R6 = R; R4 = 2R
3.3 Zeichnen Sie die Ersatz-Spannungsquelle mit allen Angaben.
Die Ersatzspannungsquelle wird wie in Abb 3.2 beschaltet. Gemessen werden U_AB = 1/3 U_L und I_K = 1/10 I0
3.4 Berechnen Sie die Widerstände R1 und R2, sodas die gemessen Werte gelten.

Aufgabe 4:

U_E sei 5V; T1 befindet sich in Sättigung; D1 sperrt.
4.1 Berechnen Sie I_C
4.2 Berechnen Sie das Potential Phi_B
4.3 Durch welches Bauteil kann T2 ersetzt werden
4.4 Zeigen Sie, dass D1 sperrt
4.5 Berechnen Sie die Ströme I_R1, I_R2 und I_B1
Nun wird die Spannung U_E langsam abgesenkt.
4.6 Ab welcher Spannung U_E leitet D1?
4.7 Berechnen Sie den Strom I_B1 in Abhängigkeit von U_E.
4.8 Ab welcher Spannung U_E geht T1 in den aktiven Bereich über?
4.9 Bestimmen Sie den Arbeitspunkt von T1, zeichnen Sie ihn in das Diagramm ein und beschriften Sie die Achsen sinnvoll.

[murph]

bei der aufgabe 2 war in reihe zu widertsand 2 noch widerstand drei geschaltet, die Werte waren R1 = 2kOhm, R2=1kOhm, R3= 1kOhm, R6 = 2kOhm, R7 = 8kOhm, R4 und R5 weiß ich nicht mehr, ist aber auch egal, schreib halt irgendwas dazu
Ansonsten gab es noch eine 2.7, die da lautete: Zeichnen sie den Verlauf von Uab für Uein>=0V als Graph in das vorgesehene Feld ein. Beachten Sie, dass Die Betriebsspannung von OP1 = +/- 8V ist, die Betriebsspannung von OP2 = +/-12V.

Ansonsten hab ich mir noch die Aufgaben von der 1 auf nem blatt skizziert, hab aber keinen scanner. bastel die vielleicht die tage mal am pc nach, falls ich nen sinnvollen editor dafür finde.

[kiwislasher]

Bekommt noch jemand die Punkteverteilung hin?
Ich würde zb gerne wissen, wieviele Punkte man bei der 2) für das errechnen von Phi_1 bekommen hat?

[ska]

@murph
Danke, passe ich gleich an. R2+3 in Reihe macht die Aufgabe ja nicht schwerer, zeichne ich in der digitalen Version ein.
Aufgabe 1 war mir zu viel zu zeichnen. Bisschen krieg ich aus'm Kopf noch hin. (Handy)foto reicht ja auch für die Übersicht. Ansonsten Eagle, EWB, gEDA, Spice, oder irgendwas in der Richtung zum Zeichnen. R4 ist ja auch völlig peng zur Lösung der Aufgabe

@kiwislasher
Ungefähr, die Punktzahl gibt ja etwa die Komplexität der Aufgabe an. Phi1 müssten 1 oder 2 Punkte sein, ist ja nix besonderes (nicht inv. Verst. halt). Phi3 waren meine 4 Punkte, da muss man ja ein Bisschen nachdenken.

[kiwislasher]

Ja, das stimmt.
Phi_3 war an sich nicht schwer, wenn man gesehen hatte, dass der OP2 als Invert. Verst. verschaltet gewesen war. Nur leider habe ich den OP2 als Impedanzwandler gesehen und habe deshalb Phi_3 über einen Spannungsteiler mit Phi_1 und den beiden Widerständen berechnet... total ärgerlich sowas.
Ich hoffe, da bekommt man dann trotzdem noch ein 2 Pünktchen für

[ska]

Das war auch - wie ich fand - die einzig etwas fiesere Stelle in der Klausur, ansonsten war sie doch sehr fair gestellt und mit erfreulich wenig Zeitdruck.

[LouisVanGeil]

Hab mal ne Frage zu den Quizaufgaben. Kann es sein das bei der einen Aufgabe wo man den Kollektorstrom bestimmen musste, der Transistor gesperrt hatte? Hab irgendwie so dunkel in Erinnerung das ich erst sowas wie 75ma oder so hatte, aber dann irgendwie durch ne masche daraufkam das der transistor sperren muss und somit Ic = 0 ist ? Würde ja auch irgendwie zum Hinweis mit dem Betriebszustand passen...
Und bei der einen von den beiden "Schaltungsbastelaufgaben" handelte es sich doch um einen invertierenden Schmitt-Trigger oder?

Aller erste Aufgabe Leistungsanpassung? RL = Ri = 75 ohm?

[ska]

War der Transistor nicht in Sättigung und der Strom war deshalb auf Ic = (U - U_CE)/Rc begrenzt?
Hab den Aufgabenteil aber nicht mehr wirklich vor Augen... Nur die Kondensatoraufgabe (unbekannter in Reihe zu zwei paralellen), war ja nur einmal Reihenschaltung umstellen und die parallelen Addieren.

Erste Aufgabe schaue ich morgen nochmal nach, die hab ich irgendwo notiert...

[kiwislasher]

Ich habe bei der Kollektorstrom-Aufgabe erst den "normalen" verstärkten Kollektorstrom berechnet und dann über die Masche kontrolliert, was für eine Spannung bei U_CE abfallen würde.
Da hatte ich irgendwas negatives raus, glaube ich. Na ja, jedenfalls habe ich da einen Sättigungsstrom von 98mA.

[LouisVanGeil]

Ja, hatte glaube ich auch nen negativen Wert für Uce raus, und soweit ich weiss gilt für Uce = 0,2V sättigung und für aktiven bereich Uce > 0,2 V , daher dachte ich egtl er kann nur sperren, da wenn man sagen würde ok ist in Sättigung und Uce = 0,2 V und Ic neu berechnen würde, würde das mit der Formel B*Ib > Ic nicht mehr hinhauen. Aber klar, wenn die Spannung Uce auf 0,2 erhöht wird fällt die spannung am widerstand und Ic wird kleiner, also sättigung, ärgerlich