MTSS
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MTSS
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines kleinen Widerstandes R?
Niedriges Eigenrauschen, kleine Eingangsimpedanz
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines grossen Widerstandes R?
Hohes Eigenrauschen, hohe Ausgangsimpedanz
Was ist der Effekt eines passiven Hochpassfilters in einem elektrischen Schaltkreis?
Auch Tiefensperre, ist ein Filter der Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz ungeschwächt passieren lässt und tiefere Frequenzen dämpft.
An einen passiven Hochpassfilter wird folgendes Rechtecksignal angelegt:
Wie sieht das resultierende Stromsignal über den Kondensator aus?
Grafik
- Zeichnen Sie ein vollständiges Bode-Diagramm für einen passiven Hochpass mit -3dB Grenzfrequenz bei 1kHz.
(nur bei 1000 Hz, nicht bei 100!!!)
Grafik
Zeichnen Sie das Schaltbild eines passiven Tiefpasses auf Widerstand R und Kapazität C
Grafik
Wie ist die -3dB Grenzfrequenz eines solchen Filters festgelegt?
fG = 1/2* Pi * RC
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines kleinen Widerstandes R?
Niedriges Eigenrauschen, kleine Eingangsimpedanz
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines grossen Widerstandes R?
Hohes Eigenrauschen, hohe Ausgangsimpedanz
Was ist der Effekt eines passiven Tiefpassfilters in einem elektrischen Schaltkreis?
Filter, der Signalanteile mit Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren lässt, Anteile mit höheren Frequenzen dagegen abschwächt. Auch jede Art von mechanischer Trägheit wirkt sich Tiefpass-bildend aus. Mit der Abschwächung verbunden ist eine Zeitverzögerung, durch die sich bei sinusförmigem Signalverlauf die Phase verschiebt
Zeichnen Sie ein vollständiges Bode-Diagramm für einen passiven Tiefpass mit -3dB Grenzfrequenz bei 1kHz
Grafik
Was versteht man unter einem Bandpassfilter?
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Wie ist die Bandbreite eines Bandpassfilters definiert und wie wird die Mittenfrequenz ermittelt?
Der Durchlassbereich, der aus der Übertragungsfunktion ersichtlich ist, ist durch eine Bandbreite B um die Mittenfrequenz f0 charakterisiert. Die Mittenfrequenz wird auch als Resonanzfrequenz bezeichnet und ist definiert als das geometrische Mittel des Produkts von fH und fL:
f0 = Wurzel(fH * fL)
Die Bandbreite B des Filters stellt die Differenz zwischen der oberen Grenzfrequenz fH und der unteren Grenzfrequenz fL dar. Bei technischen Systemen wird als Wert, an dem der Übergang zwischen dem Sperrbereich und dem Durchlassbereich erfolgt, üblicherweise eine Reduktion um 3 dB gegenüber dem Maximalwert definiert.
Was versteht man unter einem Bandstoppfilter?
- Filter, das ein bestimmtes, meist breites Frequenzband
abschwächt und im Grenzfall nicht passieren lässt. Dabei werden in analogen Schaltungsstrukturen Serien- und Parallelschwingkreise gegenüber dem Bandpass vertauscht, woraus das dazu entgegengesetzte Verhalten resultiert.
Im Unterschied zu einem Kerbfilter (notch filter) weist die Bandsperre eine größere Bandbreite im Sperrbereich auf.
Wie wird die Mittenfrequenz einer Bandsperre ermittelt?
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz: .
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz: .
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz: .
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Die Mittenfrequenz ist das geometrische Mittel aus der oberen und unteren Grenzfrequenz:
f0 = Wurzel(f2 * f1)
Bei der statischen Frequenzgangveränderung, der Emphasis und der Deemphasis, wird anstatt der Grenzfrequenz üblicherweise die Zeitkonstante angegeben.
Was versteht man unter einem Kerbfilter und wozu werden solche Filter eingesetzt?
Elektronischer Filter, mit dem Frequenzen innerhalb eines engen Frequenzbereiches ausgefiltert werden können. Praktisch wird eine Kerbe in das Frequenzband eingefügt. Kerbfilter gehören zur Gruppe der Bandsperrfilter, auch ein Frequenzsperrfilter bzw. Frequenzfalle genannt.
Wie ist das Signal-zu-Rausch-Verhältnis einer Messgrösse definiert?
Maß für die technische Qualität eines Nutzsignals, das von einem Rauschsignal überlagert ist. Es ist definiert als das Verhältnis der mittleren Leistung des Nutzsignals zur mittleren Rauschleistung des Störsignals.
Welche mathematische Vorschrift wird in einem Lock-In Verstärker ausgenutzt?
Phasenempfindlicher GleichrichteràKreuzkorrelation zw. zwei Signalen:
Welches sind die beiden Grundkomponenten eines Lock-In Verstärkers?
Multiplikator, Integrator
Wie stark kann das Signal-zu-Rausch-Verhältnis mit guten, modernen Lock-In Verstärkern verbessert werden?
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- Wie sind die Grundlagen der Messtechnik nach DIN 1319 definiert? Machen Sie eine kleine Skizze.
Regelkreis: Elektronisch, Mechanisch, Beobachter
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Welche Messaufgabe hat der Messaufnehmer (Sensor)?
Wandelt Signal in Information enthaltendes Ausgangssignal um
Welche Aufgabe hat ein Messgerät?
Wandelt sein Eingangssignal in vom Menschen wahrnehmbares Ausgangssignal (optisch, akustisch, haptisch)
Welche Messaufgabe hat der Beobachter?
Interpretiert Informationen
Erklären Sie den Unterschied zwischen direktem und indirektem Messen?
Direkt: Vergleich der unbekannten Messgröße mit einer physikalisch gleichartigen, aber bekannten und einstellbaren Größe
Indirekt: Umwandlung der Messgröße zunächst im Messaufnehmer in eine andere (meist elektrische) Messgröße
Zählen Sie die sieben Basiseinheiten des ‚ Système international d’unités‘ (SI) auf.
m, kg, s, A, K (Kelvin), cD (Candela), mol
Wie ist die Definition eines Messwertes?
Wert, der zur Messgröße gehört und der Ausgabe eines Messgerätes eindeutig zugeordnet ist.
Welche vier Messvoraussetzungen sollten bei einer Messung idealerweise vorliegen?
Eindeutig, zeitunabhängig, reproduzierbar, ohne Querempfundlichkeit
Was ist ein Messergebnis?
- Resultat einer genau geregelten Vorgehensweise, die optimal ist um
- Den Messwert zu ermitteln, der möglichst nahe am wahren Wert ist
- Den systematischen Fehler zu korrigieren
- Den zufälligen Fehler zu ermitteln und zu berücksichtigen
Was versteht man unter einem Messbereich eines Messgeräts?
Bereich derjenigen Werte der Messgröße, für den gefordert ist, dass die Messabweichungen eines Messgerätes innerhalb festgelegter Grenzen bleiben
Was versteht man unter der Ansprechschwelle eines Messgeräts?
Die Ansprechschwelle ist die kleinste Änderung des Wertes der Eingangsgröße, die zu einer erkennbaren Änderung des Wertes der Ausgangsgröße eines Messgerätes führt. Die Ansprechschwelle ist in verschiedenen Messbereichen unterschiedlich, da die Verstärkung unterschiedlich ist.
Was versteht man unter der Empfindlichkeit eines Messgeräts?
Die Empfindlichkeit ist die Änderung des Wertes der Ausgangsgröße eines Messgerätes bezogen auf die sie verursachende Änderung des Wertes der Eingangsgröße. Die Empfindlichkeit sollte in verschiedenen Messbereichen gleich sein, im Allgemeinen treten hier Messabweichungen auf.
Was versteht man unter der Auflösung eines Messgeräts?
Kleinste Änderung der Eingangsgröße, die zu einer eindeutigen und reproduzierbaren Änderung der Ausgangsgröße führt.
Wie ist nach dem Coulomb-Gesetz die Abstandsabhängigkeit der elektrostatischen Kraftwirkung mit dem Abstand zweier Ladungen r?
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Was ist die Definition des elektrischen Potenzials und welche Einheit hat es?
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Wie heisst die Fläche, die aus den Punkten mit gleichem Potenzial gebildet wird und wie verhalten sich dazu die Feldlinien der elektrischen Feldstärke?
Äquipotenzialfläche, die Feldlinien der elektrischen Feldstärke stehen senkrecht auf den Äquipotenzialflächen.
Wie ist die elektrische Spannung definiert?
Über die elektrische Arbeit bei Verschiebung einer Ladung q von 1 nach 2 in einem elektrischen Feld definiert
Wie sind die Begriffe Spannungsabfall und Quellenspannung definiert?
Spannungsabfall: positive Ladung wird in Feldrichtung verschoben
Quellenspannung: positive Ladung wird gegen Feldrichtung verschoben
Was ist die Definition des elektrischen Stroms und welche Einheit hat er?
Bewegte elektrische Ladungen bedeuten einen Stromfluss, dessen Menge durch die Stromstärke charakterisiert wird:
Nennen Sie mind. 4 der 5 besprochenen Stromtypen
Gleichstrom (DC)
Wechselstrom (AC)
aperiodischer Strom
„Mischstrom, per“,
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Lernkarten
Zeichnen Sie die Ausgangskennlinie (ID gegen UDS) eines n-Kanal J-FETs
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Wofür steht die Abkürzung MOSFET
Metal Oxide Semiconductor FET
Skizzieren Sie den Querschnitt eines n-Kanal MOSFETs und benennen Sie die Komponenten
Anreicherungstyp (normally-off)
Welche vier Typen von MOSFETs gibt es?
- N-Kanal Anreicherungs-MOSFET
- P-Kanal Anreicherungs-MOSFET (invertierte Polarität)
- N-Kanal Verarmungs-MOSFET (doped Channel, neg. VGSàDepletion)
- P-Kanal Verarmungs-MOSFET
Zeichnen Sie die Ausgangskennlinie (ID gegen UDS) eines p-Kanal MOSFETs
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Wofür steht die Abkürzung ISFET?
Ionen-selektiver Transistor
Beschreiben Sie die drei wesentlichen Herstellungsschritte für eine MEA Glaswafer
- Lithographie (IR-Prozess), E-beam Verdampfer:Titan-Gold-Titan, Lift-off
- Aufbringen der Passivierung, PECVD; Oxid, Nitrid, Oxid
- Lithographie (Mikroelektroden und Bondpads); Ätzen (RIE)
- Wafersägen, Flip-Chip, Verkapseln
Wie ist ein stochastischer Rauschvorgang statistisch verteilt?
Normalverteilt (Gauß)àGlockenförmig
Was versteht man unter einer Autokorrelationsfunktion und wofür ist diese Vorschrift gut zu gebrauchen?
Mathematische Beschreibung der Zufälligkeit von Signalen; Die Autokorrelationsfunktion ist ein Maß für die Ähnlichkeit (Korrelation) eines Signals zu zwei um verschobenen Zeitpunkten. Beispiele:
- unkorrelierte Prozesse Rx(x)= d(x), (wenn Prozesse beliebig schnell)
- - periodische Prozesse Rx maximal, wenn x einer oder mehreren Perioden (2np) entspricht
Was versteht man unter einer Kreuzkorrelationsfunktion und wo findet diese Vorschrift eine praktische Anwendung?
Die Kreuzkorrelationsfunktion ist ein Maß für die Ähnlichkeit (Korrelation) der zwei Signale x(t) und y(t). Die Kreuzkorrelation wird z.B. in Lock-in Verstärkern gebildet
Wie verändert sich ein Rauschsignal, wenn die Bandbreite rund um die Trägersequenz stark verringert wird?
Das gleiche Signal rauscht auf dem Oszilloskop (große Bandbreite) sehr viel stärker als auf dem xt-Schreiber oder Vielfachmessgerät (kleine Bandbreite).
Wie ist die Spektraldichte von weissem Rauschen charakterisiert? Machen Sie eine kleine Skizze
Alle Frequenzen gleich stark vertreten, d.h. die Spektraldichte ist unabhängig von der Frequenz wie bei weißem Licht: weißes Rauschen
Von welchen Grössen ist die Spektraldichte von weissem Rauschen abhängig?
Für verschiedene Messbandbreiten ist der Effektivwert der Rauschspannung in Abhängigkeit vom Widerstand angegeben.
Wie werden die Rauschgrössen von Widerständen in Reihenschaltung bzw. in Parallelschaltung addiert?
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Was versteht man unter dem 1/f-Rauschen und wie ist die Spektraldichte dieses Rauschtyps verteilt? Machen Sie eine kleine Skizze
- Rauschbeiträge kommen bei tiefen Frequenzen hinzu: 1/f-Rauschen. Die Spektraldichte SV ist in etwa proportional zu f-1. Die Ursachen für dieses Rauschen sind vielfältig und komplizierter.
Wie kann man die Ursache des 1/f-Rauschens bei einem ISFET Sensor anschaulich erklären?
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Beschriften Sie im folgenden Graphen eines typischen Rauschspektrums die Koordinatenachsen und die drei gekennzeichneten Bereiche:
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Auf welche Arten können Störsignale in elektrische Messsysteme einkoppeln (6 Arten)?
- Kapazitiv
- Induktiv
- Galvanisch
- Elektrochem. Kontaktpotentiale
- Thermospannungen
- Erdschleifen, Wirbelströme
Wie sollten bei einem komplexen Messaufbau die Masseleitungen verlegt sein und warum?
Sternförmig, um die Entstehung von Störungen (Erdschleifen…) zu vermeiden
Erklären Sie den Begriff der Erdschleife. Durch welchen Mechanismus können Störsignale in Erdschleifen einkoppeln?
Der Schutzleiter der Stromversorgung ist mit dem Potential über Erdungselektroden der Erde verbunden. Um Unterschiede zwischen den Massepotentialen verschiedener Geräte zu reduzieren, sollen alle Massepotentiale mit dem Erdpotential verbunden werden.
Mehrere Masseverbindungen: geschlossene Kabelschleifen, induktive Einkopplung von magnetischen Signalen: Induktionsströme über den Kabelwiderständen koppeln als Störspannung ein!
Was versteht man unter einem Faradaykäfig?
Passive Abschirmung: Folien- oder Geflechtschirm gegen HF-Einstreuung und HF-Abstrahlung.
Was ist die Aufgabe eines Filters bzgl. der Signalamplitude?
- Sperren einer Frequenz oder eines Frequenzbereichs
- Durchlassen einer Frequenz oder eines Frequenzbereichs
- Möglichst kleine Phasenänderung
Was ist die Aufgabe eines Filters bzgl. der Signalphase?
- Phasenverschiebung für eine Frequenz: Oszillator
- Phasengangkorrektur
Möglichst kleine Amplitudenänderung
Wo werden Filter eingesetzt (5 Bereiche)?
Hochpass, Tiefpass, Bandpass, Resonanzkreis, Sperrkreis
Was sind mögliche Anwendungen für Filter in der Messelektronik (4 Anwendungen)?
- Trennung von Gleichstrompegeln
- Eliminieren von Störsignalen
- Unterdrückung von Trägerfrequenz
- Antialiasing-Filter
Zeichnen Sie das Schaltbild eines passiven Hochpasses auf Widerstand R und Kapazität C
Grafik
Wie ist die -3dB Grenzfrequenz eines solchen Filters festgelegt?
fG = 1/2*Pi*RC
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines kleinen Widerstandes R?
Niedriges Eigenrauschen, kleine Eingangsimpedanz
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines grossen Widerstandes R?
Hohes Eigenrauschen, hohe Ausgangsimpedanz
Was ist der Effekt eines passiven Hochpassfilters in einem elektrischen Schaltkreis?
Auch Tiefensperre, ist ein Filter der Frequenzen oberhalb einer Grenzfrequenz ungeschwächt passieren lässt und tiefere Frequenzen dämpft.
An einen passiven Hochpassfilter wird folgendes Rechtecksignal angelegt:
Wie sieht das resultierende Stromsignal über den Kondensator aus?
Grafik
- Zeichnen Sie ein vollständiges Bode-Diagramm für einen passiven Hochpass mit -3dB Grenzfrequenz bei 1kHz.
(nur bei 1000 Hz, nicht bei 100!!!)
Grafik
Zeichnen Sie das Schaltbild eines passiven Tiefpasses auf Widerstand R und Kapazität C
Grafik
Wie ist die -3dB Grenzfrequenz eines solchen Filters festgelegt?
fG = 1/2* Pi * RC
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines kleinen Widerstandes R?
Niedriges Eigenrauschen, kleine Eingangsimpedanz
Welche Eigenschaften hat ein solcher Filter bei Benutzung eines grossen Widerstandes R?
Hohes Eigenrauschen, hohe Ausgangsimpedanz
Was ist der Effekt eines passiven Tiefpassfilters in einem elektrischen Schaltkreis?
Filter, der Signalanteile mit Frequenzen unterhalb einer Grenzfrequenz annähernd ungeschwächt passieren lässt, Anteile mit höheren Frequenzen dagegen abschwächt. Auch jede Art von mechanischer Trägheit wirkt sich Tiefpass-bildend aus. Mit der Abschwächung verbunden ist eine Zeitverzögerung, durch die sich bei sinusförmigem Signalverlauf die Phase verschiebt
Zeichnen Sie ein vollständiges Bode-Diagramm für einen passiven Tiefpass mit -3dB Grenzfrequenz bei 1kHz
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Was versteht man unter einem Bandpassfilter?
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Filter bezeichnet, das in einem Signalweg lediglich ein Band passieren lässt, also die Frequenzen eines bestimmten Bereiches.
- Die Frequenzbereiche unterhalb und oberhalb des Durchlassbereiches werden dabei gesperrt oder deutlich abgeschwächt.
- Ein Bandpass stellt das Gegenstück zur Bandsperre dar.
- Je nach Anwendungsbereich handelt es sich dabei um optische, akustische oder elektrische Bandpassfilter.
- Ein spezieller, schmalbandiger elektrischer Bandpass ist das Bandfilter (z.B. Kanaltrennung in Zwischenfrequenzverstärkern)
Wie ist die Bandbreite eines Bandpassfilters definiert und wie wird die Mittenfrequenz ermittelt?
Der Durchlassbereich, der aus der Übertragungsfunktion ersichtlich ist, ist durch eine Bandbreite B um die Mittenfrequenz f0 charakterisiert. Die Mittenfrequenz wird auch als Resonanzfrequenz bezeichnet und ist definiert als das geometrische Mittel des Produkts von fH und fL:
f0 = Wurzel(fH * fL)
Die Bandbreite B des Filters stellt die Differenz zwischen der oberen Grenzfrequenz fH und der unteren Grenzfrequenz fL dar. Bei technischen Systemen wird als Wert, an dem der Übergang zwischen dem Sperrbereich und dem Durchlassbereich erfolgt, üblicherweise eine Reduktion um 3 dB gegenüber dem Maximalwert definiert.
