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 (Uš), 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 / fmod)

-    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 = Ieff; u = Ueff)

-    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 = Pout / Pin . 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 [Xc = 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 (XL = 2π . f . L)

-    fázový pomer medzi prúdom a napätím

-    činiteľ Q

 

2.4   Transformátor

-    ideálny transformátor (Pprim = Psek)

-    vzťah medzi pomerom závitov a pomerom napätí (Usek / Uprim = nsec / nprim), pomerom prúdov (Isec / Iprim = nprim / nsec) a pomerom impedancií (Zprim / Zsek = (nprim / nsek)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) / Rs;  Q = Rp / (2π . f . L);  Q = frez / 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