Elektrotechnika a rádiotechnika pre triedu Extra

Okruh otázok na skúšky

1. Teória elektrotechniky a rádiotechniky

1.1 Základné elektrotechnické veličiny a jednotky

- vodič, polovodič, izolant

- napätie, prúd, odpor, vodivosť, výkon, príkon, práca, účinnosť

- jednotky ampér, volt, ohm

- Ohmov zákon

- Kirchhoffove zákony

- elektrický výkon (P = U . I)

- jednotka watt

- elektrická práca (W = P . t)

- kapacita akumulátora (Ah)

1.2 Zdroje elektrického prúdu a napätia

- zdroj napätia, napätie zdroja, vnútorný odpor a svorkové napätie

- skratový prúd, kapacita zdroja napätia

- batérie

- akumulátory

- slnečné články

- sériové a paralelné radenie zdrojov napätia

1.3 Elektrické pole

- veľkosť elektrického poľa

- jednotka V/m

- tienenie elektrického poľa

1.4 Magnetické pole

- magnetické pole v okolí vodiča, v ktorom tečie elektrický prúd

- tienenie magnetického poľa

1.5 Elektromagnetické pole

- rádiové vlny ako elektromagnetické pole

- rýchlosť šírenia elektromagnetických vĺn, vzťah frekvencie a vlnovej dĺžke (v = f . L)

- polarizácia elektromagnetických vĺn

1.6 Harmonické signály (sínusové)

- grafické znázornenie amplitúdy v závislosti na čase

- okamžitá hodnota, amplitúda (U_š), efektívna hodnota (Ueff = Umax / 21/2)

- perióda (T) a trvanie periódy

- frekvencia

- jednotka hertz (Hz)

- fázový rozdiel

1.7 Neharmonické signály (nesínusové)

- nízkofrekvenčný signál (reč)

- obdĺžnikový signál

- grafické znázornenie amplitúdy v závislosti na čase

- jednosmerná zložka, základná harmonická, vyššie harmonické

- šum (PN = kTB) (teplotný šum prijímača, pásmový šum, šumová hustota, šumový výkon)

1.8 Modulované signály

- CW

- amplitúdová modulácia

- fázová a frekvenčná modulácia, SSB

- frekvenčná deviácia a modulačný index (m = dF / f_mod)

- nosná, postranné pásma a šírka pásma

- spektrum signálov CW, AM, SSB, FM

- digitálne modulácie: FSK, 2-PSK, 4-PSK, QAM

- digitálna modulácia: rýchlosť v bitoch, rýchlosť v Baudoch, šírka pásma

- kód CRC a retransmisie (napr. paket radio), samoopravný mód (napr. Amtor FEC)

1.9 Výkon, príkon, účinnosť

- výkon sínusových signálov (P = i² . R; P = u² / R; i = I_eff; u = U_eff)

- pomer výkonov pri nasledovných vyjadreniach v dB: 0 dB, 3 dB, 6 dB, 10 dB a 20 dB (obe možnosti, kladné i záporné)

- prispôsobenie (maximálny prenos výkonu)

- pomer medzi príkonom a výkonom, účinnosť (η = P_out / P_in . 100%)

- špičkový výkon PEP

1.10 Digitálne spracovanie signálov (DSP)

- vzorkovanie a kvantovanie

- minimálna vzorkovacia rýchlosť (Nyquistova frekvencia)

- konvolúcia (časová a frekvenčná oblasť)

- filtrovanie

- AD/DA prevodník

2. SÚČIASTKY

2.1 Rezistor

- jednotka ohm

- rezistancia

- voltampérová charakterstika

- výkon na rezistore

2.2 Kondenzátor

- kapacita

- jednotka farad, odvodené jednotky

- pomer medzi kapacitou, rozmermi a dielektrikom kondenzátora

- reaktancia [X_c = 1/(2π . f . C)]

- fázový pomer medzi prúdom a napätím

2.3 Indukčnosť

- vlastná indukcia

- jednotka henry

- efekt počtu závitov, priemer, dĺžka a materiál jadra indukčnosti

- reaktancia (X_L = 2π . f . L)

- fázový pomer medzi prúdom a napätím

- činiteľ Q

2.4 Transformátor

- ideálny transformátor (P_prim = P_sek)

- vzťah medzi pomerom závitov a pomerom napätí (U_sek / U_prim = n_sec / n_prim), pomerom prúdov (I_sec / I_prim = n_prim / n_sec) a pomerom impedancií (Z_prim / Z_sek = (n_prim / n_sek)²

- typy transformátorov

2.5 Dióda

- charakteristiky a použitie diód usmerňovacích, zenerových, LED, varikapov

- záverné napätie a zvyškový prúd

2.6 Tranzistor

- PNP a NPN tranzistor

- zosilňovací činiteľ

- rozdiely medzi FET a bipolárnym tranzistorom

- tranzistor v obvode so spoločným emitorom (source), spoločnou bázou (gate), spoločným kolektorom (drain) a ich vstupná a výstupná impedancia

2.7 Elektrónka

- termoemisia, vákuová dióda

- príkon a vnútorná impedancia výkonovej elektrónky, transformácia impedancie

2.8 Integrovaný obvod, procesor

- typy integrovaných obvodov, TTL, CMOS, OP AMP, analógové, digitálne

- procesor, hodinová frekvencia, max. frekvencia

3. Základné elektrotechnické obvody

3.1 Kombinácia súčiastok

- sériové a paralelné radenie rezistorov, kondenzátorov, indukčností, impedancií

- prúd a napätie v týchto obvodoch

- správanie reálnych rezistorov, kondenzátorov a indukčností na vysokých frekvenciách

3.2 Sériový a paralelný rezonančný obvod

- impedancia a frekvenčná charakteristika sériového rezonančného obvodu

- impedancia a frekvenčná charakteristika paralelného rezonančného obvodu

- rezonančná frekvencia { f = 1 / [2π . f . (L . C)^1/2] }

- kvalita Q ladeného obvodu [ Q = (2π . f . L) / R_s; Q = R_p / (2π . f . L); Q = f_rez / B ]

- dolnopriepustný, hornopriepustný a pásmový LC filter

- šírka pásma

- pí-článkové a T-článkové filtre

- kryštálové filtre

- digitálne filtre

3.3 Napájací zdroj, usmerňovač

- jednocestný a dvojcestný usmerňovač, mostíkový usmerňovač

- filtračné obvody

- stabilizácia výstupného napätia nízkonapäťových zdrojov

- spínané zdroje, izolácia a rušenie EMC

3.4 Zosilňovač

- KV a VKV zosilňovač

- zisk zosilňovača

- amplitúdová/frekvenčná charakteristika a šírka pásma (širokopásmový a ladený zosilňovač)

- triedy zosilňovačov A, A/B, B, C, kľudový prúd zosilňovača

- harmonické a intermodulačné skreslenie, prebudenie zosilňovača

3.5 Detektor

- AM detektor

- diódový detektor

- zmiešavací detektor a záznejový oscilátor

- detektory FM

3.6 Oscilátor

- spätná väzba, podmienka vzniku oscilácií

- frekvencia oscilátora a frekvenčná stabilita

- LC oscilátor

- kryštálový oscilátor, harmonický oscilátor

- napätím riadený oscilátor (VCO)

- fázový šum oscilátora

3.7 PLL obvod

- riadiaca slučka s fázovým detektorom

- frekvenčná syntéza s programovateľným deličom v riadiacej slučke

3.8 Digitálne spracovanie signálov (DSP systémy)

- topológia FIR a IIR filtrov

- Fourierova transformácia (DFT, FFT, grafické znázornenie)

- Priama digitálna syntéza (DDS)

4. PRIJÍMAČE

4.1 Typy prijímačov

- priamozmiešavajúci prijímač, bloková schéma

- superhet s jedným a dvoma zmiešavaniami, bloková schéma

4.2 Blokové schémy

- CW prijímač (A1A)

- AM prijímač (A3E)

- SSB prijímač (J3E)

- FM prijímač (F3E)

4.3 Činnosť a funkcia jednotlivých stupňov (len blokové schémy)

- vf zosilňovač (s ladeným obvodom alebo pásmovým filtrom)

- oscilátor prijímača (s pevnou a meniteľnou frekvenciou)

- zmiešavač

- obmedzovač

- medzifrekvenčný zosilňovač

- detektor, vrátane zmiešavacieho detektora

- nízkofrekvenčný zosilňovač

- AVC – automatické vyrovnávanie citlivosti

- S-meter

- squelch

4.4 Vlastnosti prijímača

- selektivita

- citlivosť, šum prijímača a šumové číslo

- stabilita

- zrkadlová frekvencia

- znižovanie reálnej citlivosti / blokovanie

- intermodulácia, krížová modulácia

- recipročné zmiešavanie (fázový šum)

5. VYSIELAČE

5.1 Typy vysielačov

- vysielač s násobičom frekvencie, bloková schéma, módy prevádzky

- vysielač so zmiešavačom frekvencie, bloková schéma, módy prevádzky

5.2 Blokové schémy

- CW vysielač

- SSB vysielač

- FM vysielač

5.3 Činnosť a funkcia jednotlivých stupňov (len blokové schémy)

- oscilátor

- zmiešavač

- oddeľovací stupeň

- budič

- násobič frekvencie

- výkonový zosilňovač

- výkonové prispôsobenie

- výstupný filter

- frekvenčný modulátor

- SSB modulátor

- fázový modulátor

- kryštálový filter

5.4 Vlastnosti vysielačov

- frekvenčná stabilita

- vf šírka pásma

- postranné pásma

- nelinearita (harmonické a intermodulačné skreslenie)

- výstupná impedancia

- výstupný výkon

- účinnosť

- frekvenčný zdvih

- modulačný index

- CW kľúčovanie, kliksy a chirp (šírka pásma)

- SSB premodulovanie a spletry (šírka pásma)

- nežiaduce vyžarovanie

- fázový šum

6. ANTÉNY

6.1 Typy antén

- polvlnová anténa napájaná v strede (dipól)

- polvlnová anténa napájaná na konci

- skladaný dipól

- štvrťvlnová vertikálna anténa (ground plane)

- anténa s parazitnými prvkami (Yagi)

- štrbinové antény (parabolický reflektor, horn)

- trapovaný dipól

6.2 Charakteristiky antén

- priebeh napätia a prúdu na dipóle

- impedancia v bode napájania

- kapacitná a induktívna impedancia na nerezonančnej anténe

- polarizácia vf vlnenia

- smerovosť antény, účinnosť a zisk

- vyžiarený výkon (ERP, EIRP)

- predozadný pomer

- horizontálny a vertikálny vyžarovací diagram antény

6.3 Vf vedenia

- dvojlinka

- koaxiálny kábel

- vlnovod

- charakteristická impedancia vedenia

- skracovací činiteľ

- pomer stojatého vlnenia

- straty na vedení

- symetrizácia, balun

- prispôsobovacie obvody – články π a T

7. ŠÍRENIE ELEKTROMAGNETICKÝCH VĹN

- šírenie elektromagnetických vĺn, útlm signálu, pomer signál šum

- ionosférické vrstvy, kritická frekvencia

- vplyv slnka na ionosféru

- maximálna použiteľná frekvencia MUF

- prízemná vlna, odrazená vlna, vyžarovací uhol a vzdialenosť skoku

- viaccestné šírenie vĺn

- selektívny únik

- troposféra (vlnovody, odrazy)

- vplyv výšky antény na dosah signálu (rádiový horizont)

- teplotná inverzia

- odrazy od sporadickej vrstvy E

- odrazy od aurory

- odrazy od meteorických stôp

- odrazy od Mesiaca

- atmosférický, galaktický a tepelný šum

- predpoveď šírenia elektromagnetických vĺn

8. MERANIE

8.1 Meracie metódy

- meranie jednosmerných a striedavých napätí a prúdov

- chyby merania - vplyv frekvencie, vplyv priebehu napätia, vplyv vnútorného odporu meracieho prístroja

- meranie odporov

- meranie jednosmerného a striedavého výkonu (výkon, stredný výkon, PEP)

- meranie PSV

- meranie frekvencie

- meranie rezonančnej frekvencie (GDO)

8.2 Meracie prístroje

- multimeter (analógový a digitálny)

- merač výkonu

- merač PSV (mostíkový)

- signálny generátor

- čítač frekvencie

- osciloskop

9. INTERFERENCIE (RUŠENIE) A ODOLNOSŤ PROTI RUŠENIU

9.1 Rušenie v elektronických zariadeniach

- blokovanie (príjem rušený silným signálom na inej frekvencii)

- interferencia (príjem rušený silným signálom na rovnakej frekvencii)

- intermodulácia

- detekcia silného signálu v nf obvodoch rušeného zariadenia

9.2 Príčiny rušenia v elektronických zariadeniach

- sila elektromagnetického poľa v okolí vysielača a antény

- vysielanie nežiaducich produktov (parazitické frekvencie, harmonické signály)

9.3 Spôsoby odstránenia rušenia

- filtrácia

- oddelenie

- tienenie

10. Bezpečnosť

- ľudské telo a nebezpečie úrazu sieťovým a vysokým napätím

- bezpečnosť práce so sieťovými zariadeniami (izolačný odpor, nulovanie)

- zásady konštrukcie sieťového zdroja s ohľadom na bezpečnosť pri práci so sieťovým napätím (izolácia živých častí a ochrana nulovaním)

- zásady konštrukcie vn sieťového zdroja s ohľadom na bezpečnosť pri práci s vysokým napätím (izolácia živých častí, ochrana nulovaním, krytím)

- ochrana pred statickou elektrinou a bleskom