Zkuebn okruhy a teoretick otzky z pedmtu Nzkofrekvenn elektronika (BNFE,KNFE)

Akademick koln rok 2007/2008 (letn semestr) Zkouejc Ing. Tom Kratochvl, Ph.D.

A. Zkladn pojmy z oblasti nzkofrekvenn elektroniky 1. Jakm mechanismem se zvuk? m je vymezena oblast slyen lidskho ucha?

Co jsou Fletcher-Munsonovy kivky a jak souvis s hladinou akustickho tlaku? 2. Jak je definovna mra zeslen a zeslaben v dB? Jak lze sestrojit pevodn

charakteristiku mezi absolutn mrou a hodnotou v dB pro zeslen a zeslaben? 3. Z jakch blok je tvoeno obecn schma analogovho penosovho etzce

nzkofrekvennho signlu? Definujte dov i rovn napt mezi jednotlivmi bloky. 4. Jak jsou definovny pojmy vstupn citlivost, penosov psmo a odstup cizch

a ruivch napt u vstupnho nzkofrekvennho zesilovae? 5. Jak je definovna dynamika, vstupn impedance ve srovnn s impedanc zte

a initel tlumen u koncovho nzkofrekvennho zesilovae? B. Zklady elektroakustiky, mikrofony a reproduktory

1. Jak je definovn akustick tlak a akustick vkon a jak se li vlastnosti homogennho pole a difuznho pole?

2. m je definovna smrov charakteristika mikrofonu a jak jsou mikrofony rozdleny podle psobcho tlaku na membrnu? Jak s tm souvis tvar smrov charakteristiky?

3. Z jakch blok se skld vysla a pijma pro bezdrtov mikrofon s radiovm a infraervenm penosem? Nakreslete blokov schmata a popite je.

4. Jak prbh m impedann charakteristika reproduktoru a jak charakteristick daje se z n daj zjistit? Jakm zpsobem se d v praxi mit?

5. Jakou funkci m ozvunice reproduktorov skn a jak je definovn prbh jej frekvenn charakteristiky a posun rezonannho kmitotu reproduktoru?

C. Vstupn zesilovae a pedzesilovae 1. Jak zdroje umu se uplatuj na vstupu tranzistorovho zesilovae? Jak se provd

umov pizpsoben vstupnho zesilovae a dosaen minimlnho umovho sla? 2. Kter parametry se vyuvaj pro een dynamickch vlastnost tranzistorovho

zesilovae? Jak se pomoc nich vyjd napov, proudov a vkonov penos, vstupn impedance a vstupn vodivost?

3. Vysvtlete princip zptn vazby a zpsob jejho pipojen z vstupu zesilovae na jeho vstup. Jak vliv m zptn vazba na vlastnosti zesilovae (zeslen, impedance, harmonick zkreslen, teplotn drift a dal)?

4. Jak vazebn lnky ovlivuj doln a horn mezn kmitoet nzkofrekvennho zesilovae a jak maj vlastnosti? Definujte Bodeho kritrium stability pro kaskdu takovch lnk a zpsob pravy pro dosaen stability.

5. Vysvtlete princip innosti dvouplov nesen soustky typu bootstrap. Jak zptn vazba ovlivuje efektivn hodnotu impedance tto soustky?

D. Korekn a mezilehl zesilovae a nzkofrekvenn filtry 1. Jak a kde je v zesilovai zapojen korekn obvod pro RIAA korekci? Jakou strukturu

m korekn zesilova s touto korekc a jak tvar m jeho penosov charakteristika? 2. Jak vlastnosti a funkci m fyziologick a elektronick regultor hlasitosti? Kde bv

zpravidla zapojen v obecnm blokov schmatu nzkofrekvennho etzce? 3. Jak je zapojen sdruen pasivn psmov korektor a ktermi lnky je tvoen?

Nakreslete modulovou charakteristiku uvedenho korektoru a monosti jej korekce. 4. Vysvtlete princip analogov redukce umu. Jak lze k tto redukci vyut kompander?

Jak se analogov reduktory umu rozdluj? Uvete pklady konkrtnch reduktor. 5. Jak lze realizovat psmov korektor (equalizer) bez obvod s induknost (cvek)?

Jak lze realizovat aktivn doln a horn propusti pro reproduktorov vhybky? E. Koncov a vkonov zesilovae

1. Jak se li zapojen komplementrnho a kvazikomplementrnho zapojen koncovho zesilovae? Jak tdy zesilova se pro koncov stupn obvykle pouvaj? Doplte vhodnou ilustrac polohy pracovnch bod na pracovn charakteristice.

2. Jak lze omezit pechodov zkreslen koncovho zesilovae a jak je provedena jeho teplotn stabilizace? Kdy se pouv u tchto zesilova Darlingtonova zapojen?

3. Jak je zapojen koncov zesilova do mstku? Nakreslete prbhy napt na jednotlivch tranzistorech a na zti. Jak a m je teba mstek budit a co je to kolektorov ztrta koncovho zesilovae?

4. Jak je princip ochrany proti peten a zkratu koncovho zesilovae a jak leny je teba zapojit do schmatu komplementrnho plmstkovho zapojen?

5. Vysvtlete princip innosti zesilovae ve td D. Z jakch funknch blok se skld a jak je jejich funkce? Jak vhody a nevhody zesilova ve td D pin?

F. Digitln zpracovn nzkofrekvennch signl 1. Jak jsou jednotliv fze zpracovn signlu pi pevodu do slicov oblasti?

Nakreslete asov a spektrln prbhy diskretizace a rekonstrukce a popite je. 2. Jak je definovno a kdy vznik kvantizan, aperturov a granulan zkreslen?

Kter z nich je ovlivovno ditherem a jakm zpsobem jej dither ovlivuje? 3. Vysvtlete princip pevzorkovn a ilustrujte ho vhodnmi obrzky prbh

ve frekvenn oblasti. Jak je pi pevzorkovn vyuito decimace a interpolace vzork? 4. Co je to obvod S&H a jak m vstupn asov prbhy? Jak podmnky mus

splovat, aby nedochzelo k chybm pi pevodu na slicov signl a zpt? 5. Jak je rozdl mezi funkc vstupnho anti-aliasing filtru a rekonstruknho anti-

imaging filtru? Nakreslete tak spektrln prbhy, kter by dan rozdl ilustrovaly. G. ADC a DAC pevodnky a metody snen degradace slicovho signlu

1. Na jakm principu funguje ADC pevodnk s postupnou aproximac? Jakmi parametry a charakteristikami je popsn ADC pevodnk?

2. Na jakm principu funguje DAC pevodnk s vstupn st vhovanch a R-2R odpor? emu je mrn vstupn napt tchto pevodnk?

3. Nakreslete blokov zapojen a vysvtlete princip innosti modultoru a demodultoru delta modulace. Jak lze doshnout snen kvantizanho umu delta modulace?

4. Jak je princip zpracovn slicovho signlu pi tvarovn kvantizanho umu?

5. Na jakm principu funguje zabezpeen slicovho signlu proti chybm pi penosu? Jak typ ochrany proti chybm se pouv a jak vyhodnocuje a zpracovv chyby?

H. Redukce datovho toku a komprimace audio signlu 1. Na jakch principech je zaloena komprimace audio signlu? Jakmi zpsoby je

mono doshnout redukce datovho toku v asov a ve frekvenn oblasti? 2. Co je to perceptivn kdovn? Vysvtlete princip maskovn dvou tn a nastaven

maskovacch prah v jednotlivch frekvennch psmech. 3. Co je to temporln maskovn? Jak lze maskovat zvuk umem a naopak? Jak lze

maskovat v jednotlivch kmitotovch psmech kvantizan zkreslen? 4. K emu se pouv u perceptivnho kdovn FFT transformace? Jak je zkladn

blokov struktura kdovn zvuku MPEG? Jak funkce pln psychoakustick model? 5. Vysvtlete, zda je entropick kdovn ztrtov komprese? Vysvtlete princip RLL

a Huffmanova kdru na jednoduchm pkladu. Kde se tento typ kdovn pouv? I. Analogov a digitln zznam bez redukce a s redukc datovho toku

1. Vysvtlete princip a dvod zavdn EFM modulace u CD-DA systmu. Pro je nutn vkldn bit DSV? Jak se provd ten RF modulovanch dat z disku CD?

2. Jak je rozdl mezi kou jednotlivch frekvennch psem u standardnho perceptivnho kdovn (nap. MPEG) a kdovn PASC u DCC? Jak se to projev na alokaci potu bit pro kvantovn?

3. Pro je u kdovn AC-3 zjiovn prbh spektrln oblky? Pro je pi kdovn pouito nkolik md? Kter mdy to jsou a jak maj vlastnosti?

4. Jakho principu je pouito pi snmn magnetickho materilu se zznamem MD laserem a fotodetektorem? Jak se li jasov a polarizan snmn?

5. Vysvtlete rozdl mezi zpracovnm audio signlu DSD a SD modulac. Jak je pi DSD modulaci tvarovn kvantizan um a jak m frekvenn prbh?

J. Metody men analogovch a digitlnch nzkofrekvennch signl 1. Jak vznik a jak lze mit linearitu a nelinearitu? Jak se na vsledcch men projev

vyuit selektivnho men? Jak typ nelinearity zpsobuje sud a lich harmonick? 2. Jak vznik a jak lze mit harmonick zkreslen? Jak se dan men provd bez a za

ptomnosti umu? K emu je vyuit pi men tzv. notch filtr? 3. Jak vznik a jak lze mit intermodulan zkreslen? Co jsou to intermodulan

harmonick sloky? Uvete pklady tchto sloek ve spektru. 4. Jak vznik a jak lze mit dynamick/tranzientn intermodulan zkreslen? 5. Jak typy nzkofrekvennch parametr se m u koncovch a vkonovch

zesilova? Uvete je a naznate postup jejich men. Poznmka: Zvren zkouka je psemn, trv cca 60 minut a student ji mus vykonat samostatn a bez pouit pomocnch materil. K vypracovn si student pinese pouze psac poteby!

U zkouky bude poloeno 10 testovch otzek a 5 teoretickch otzek. Kad testov otzka bude hodnocena max. 2 body, kad teoretick otzka bude hodnocena max. 10 body. Celkov bodov hodnocen zkouky bude tedy max. (10 x 2) + (5 x 10) = 70 bod. Numerick pklady soust zvren zkouky nebudou. Otzky z laboratornch cvien naopak soust zkouky bt mohou. Testov otzky pedem zveejnny nebudou.