Corso di Laurea a Distanza in Ingegneria Elettronica

Corso di Laurea a Distanza in Ingegneria Elettronica,
Informatica, Telecomunicazioni (Torino)
Sistemi Elettronici - Esame del 17/01/07
Esercizio 1
È dato il circuito in figura 1, dove:
• Le porte sequenziali sono inizializzate a 0
• I Flip-Flop hanno un ritardo CK → Q pari a 2ns
• Le porte open collector presentano tutte le seguenti caratteirstiche: IOH = 90µA IOL = 8mA IIH =
10µA IIL = 10µA VOL = 0.3V, VIL = 0.8V, VIH = 3V
• La tensione di alimentazione è pari a 5V
• Il segnale di clock è un’onda quadra con duty cycle 50% e periodo 8ns, durante il primo semiperiodo
è a 0 logico.
• La porta XOR ha un ritardo pari a 3ns
• La porta NOR ha un ritardo pari a 2ns
Val
D
Q
Q
D
Q
D
Q
R
D
A
D
D
Q
Q
CK
B
J
Q
C
D
Q
K
Figura 1: Figura 2
a) Disegnare le forme d’onda ai nodi A, B, C, D, Q per 5 periodi di clock tenendo conto dei ritardi di
propagazione delle porte (per il nodo Q si supponga in questo punto che la resistenza R sia gia’ stata
dimensionata correttamente)
b) Determinare quale può essere il peggior tempo di set-up delle porte sequenziali
c) Si dimensioni la resistenza di pull-up R in modo da garantire un margine di rumore di 0.3V.
1
Esercizio 2
Si consideri il circuito in figura 2.
a) Si ricavi l’espressione di Vu (V1 , V2 ) in continua assumendo ideali gli amplificatori operazionali
b) Si ricavi la funzione di trasferimento Vu /V1
c) Si tracci il diagramma di Bode in modulo e fase su diagramma quotato della funzione di trasferimento
Vu /V1
d) Sia dato in ingresso un segnale V1 sinusoidale in due casi differenti di frequenza: in tutti i casi si tracci
la forma d’onda dell’uscita e dell’ingresso su diagramma quotato. I casi sono:
1. 0.8V di picco e frequenza f=20Hz
2. 0.8V di picco e frequenza f=200MHz
e) Come dovrebbe variare il valore delle resistenze connesse al primo AO al fine di avere guadagno tra
l’ingresso V1 e l’uscita per qualsiasi valore di frequenza?
f) Calcolare il guadagno in continua complessivo rispetto a V1 con AO1 e AO2 ideali e AO3=450
R13
R1
V1
C
AO1
R12
+
+
R10
−
−
−
R2
R11
+
R14
AO2
R3
V2
R6
R4
R7
R5
R8
R9
Figura 2:
Siano
R1 = 8kΩ, R2 = 1kΩ, R3 = 5kΩ, R4 = 20kΩ, R5 = 12kΩ, R6 = 240kΩ
R7 = 4.7kΩ, R8 = 25kΩ, R9 = 25kΩ, R10 = 9.8kΩ, R11 = 75kΩ, R12 = 50kΩ
R13 = 1kΩ, R14 = 1kΩ, C = 10pF
2
Vu