Electrical Technology Grade 12 Eastern Cape Mock 2023 QP

NASIONALE SENIORSERTIFIKAAT GRAAD 12 SEPTEMBER 2023 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA PUNTE: 200 TYD: 3 uur Hierdie vraestel bestaan uit 18 bladsye insluitend ʼn 1 bladsy-formuleblad en 4 antwoordblaaie.

2 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) INSTRUKSIES EN INLIGTING 1. Hierdie vraestel bestaan uit SES vrae. 2. Sketse en diagramme moet groot, netjies en volledig benoem wees. 3. Toon ALLE berekeninge en rond antwoorde korrek tot TWEE desimale plekke af. 4. Nommer die antwoorde korrek volgens die nommeringstelsel wat in hierdie vraestel gebruik is. 5. Jy mag ʼn nieprogrammeerbare sakrekenaar gebruik. 6. Toon die eenhede vir ALLE antwoorde van berekeninge. 7. ʼn Formuleblad is aan die einde van hierdie vraestel aangeheg. 8. Skryf netjies en leesbaar. Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 3 VRAAG 1: MEERVOUDIGEKEUSE-VRAE Verskeie opsies word as moontlike antwoorde op die volgende vrae gegee. Kies die antwoord en skryf slegs die letter (A–D) langs die vraagnommers (1.1 tot 1.15) in die ANTWOORDEBOEK neer, byvoorbeeld 1.16 D. 1.1. ʼn Poging om numeries die moontlikhede van verskillende ongunstige gebeurtenisse vas te stel en die waarskynlike omvang van die verliese te bepaal indien so ʼn gebeurtenis plaasvind, staan as ... bekend. A risiko-analise B kwantitatiewe risiko-analise C kwalitatiewe risiko-analise D gevaarlike praktyke (1) 1.2 Wanneer die insetspanning na ʼn nie-omkerende Schmitt-sneller kleiner is as die verwysingsspanning, word die uitset na ... versadiging aangedryf. A positiewe B negatiewe C beide negatiewe en positiewe D nul (1) 1.3 ʼn … is ʼn gespesialiseerde op-versterkerkring wat twee insetspannings vergelyk en ʼn uitset produseer wat altyd by enige een van die twee toestande is. A Integreerder B Differensieerder C Vergelyker D Schmitt-sneller (1) 1.4 Wat is die funksie van ʼn bistabiele multivibrator? A Om ʼn stroombaan aan te skakel. B Om ʼn beheerde klokpuls te genereer. C Om ʼn ‘debounce’-kring te vorm. D Om die uitset van ʼn multivibratorkring te stel en terug te stel. (1) 1.5 Die uitsetgolfvorm van ʼn Schmitt-snellerkring sal altyd ʼn … golf wees. A sinus B driehoekige C radio D vierkantige (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

4 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) 1.6 Aan watter insetterminaal van ʼn 741-operasionele versterker sal ʼn sein gekoppel word as die uitsetsein in fase met die insetsein is? A Terminaal 2 B Terminaal 3 C Terminaal 1 D Terminaal 4 (1) 1.7 Watter 741-operasionele-versterkerkring sal ʼn insetsein in fase versterk sonder om die uitsetsein te verwrong? A Omkeerversterker B Nie-omkeer versterker C Spanningvolgende versterker D Schmitt-sneller versterker (1) 1.8 Eenvoudige geheuestroombane word in drie groepe volgens hul algemene werking verdeel. Hierdie drie groepe is: A tellerstroombane, wipkringe en skuifregisterstroombane B polskringe, geklokte stroombane en randtoestel snellerkringe C RS-grendelkringe D JK-grendelkringe (1) 1.9 ʼn Kombinasie-logikaring wat ʼn EN-hek met ʼn eksklusiewe OF-hek kombineer word ʼn … stroombaan genoem. A half-opteller B volopteller C parallelle opteller D rekenkunde (1) 1.10 Die wisselfunksie word verkry in ʼn aktiewe lae JK wipkring wanneer die insette ... is. A J = 0 en K = 0 B J = 1 en K = 0 C J = 0 en K = 1 D J = 1 en K = 1 (1) 1.11 Die … is waar die tydsberekeningsein met ʼn fraksie van tyd deur elke wipkring vertraag word. A rimpelteller B afteller C frekwensieverdeler D voortplanting vertraging (1) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 5 1.12 ʼn Vinnige tydelike geheue waarmee inligting gestoor en herwin kan word deur die stelsel soos dit werk, word die ... genoem. A LSG (ROM) B ETG (RAM) C SVE (CPU) D I/U eenheid (1) 1.13 In watter EEN van die volgende toestelle sal ʼn mikrobeheerder gevind word? A Skootrekenaar B Transistor radio C Mikrogolf-oond D Swembadpomp (1) 1.14 Mikrobeheerders kan op verskeie maniere geprogrammeer word. Een van die metodes om ʼn mikrobeheerder te programmeer is om ʼn vloeidiagram te gebruik. ʼn Vloeidiagram word as ʼn ... gedefinieer. A blokdiagram met instruksies in die volgorde van uitvoering B blokdiagram van die werking van die mikrobeheerder C blokdiagram van die konstruksie van die mikrobeheerder D reeks data wat die vloei van data na die mikrobeheerder toon (1) 1.15 EEN voordeel van die serie randtoestel koppelvlakbus (SPI) is dat dit ... A nie van die GSB af oordra kan word nie. B vatbaar is vir geraas. C hoëspoed voldupleks kommunikasie ondersteun. D slegs een hooftoestel op die bus ondersteun. (1) [15] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

6 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 2: BEROEPSGESONDHEID EN VEILIGHEID (GENERIES) 2.1 Noem TWEE faktore wat nodig is om ʼn sterk werksetiek in ʼn maatskappy te verseker. (2) 2.2 Definieer ʼn kritieke voorval in ʼn werkswinkel. (2) 2.3 Noem EEN veiligheidsmaatreël wat jy sal tref wanneer gekonsentreerde chemikalieë in ʼn GS-bordwerkstasie (GSB) hanteer word. (1) 2.4 Onderskei tussen ʼn onveilige handeling en ʼn berekende risiko in ʼn werkswinkel. (2) 2.5 Verduidelik hoekom jy jouself moet beskerm wanneer jy iemand help wat deur elektrisiteit geskok word. (1) 2.6 Verduidelik waarom ʼn persoon nie moet inmeng met, of misbruik maak van toerusting in die werkswinkel wat vir gesondheid en veiligheid voorsien word. (2) [10] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 7 VRAAG 3: SKAKELKRINGE 3.1 Noem die tipe multivibrator wat: 3.1.1 Een polssiklus van ‘hoog’ en ‘laag’ produseer wanneer ʼn snellerpuls toegepas word (1) 3.1.2 Van toestand verander wanneer ʼn snellerpuls toegepas word en in daardie toestand bly (1) 3.2 Teken ʼn stroombaandiagram van ʼn astabiele multivibrator. (5) 3.3 Verwys na die stroombaan in FIGUUR 3.3 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 3.3: MULTIVIBRATOR 3.3.1 Identifiseer die bogenoemde multivibrator. (2) 3.3.2 Noem die funksie van R1 en R2 . (2) 3.3.3 Beskryf wat gebeur wanneer die stelskakelaar, S1 , gedruk word. (3) 3.3.4 Verduidelik hoekom drumpelpen 6 direk aan grond gekoppel is. (3) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

8 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) 3.4 Verwys na FIGUUR 3.4 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 3.4: SCHMITT-SNELLER-INVOER EN UITSET 3.4.1 Noem of die uitsetsein ʼn omkerende of ʼn nie-omkerende Schmitt- sneller verteenwoordig. Motiveer jou antwoord. (3) 3.4.2 Teken die stroombaandiagram van die Schmitt-sneller wat bestaan uit twee resistors en ʼn 741 op-versterker wat die uitsetsein in FIGUUR 3.4 sal produseer. (7) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 9 3.5 Verwys na FIGUUR 3.5 hieronder en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 3.5: OMKEERSOMMEERVERSTERKER Gegee: 𝑉1 = 200 mV 𝑉2 = 300 mV 𝑉3 = 400 mV RF = 100 kΩ 𝑅1 = 20 kΩ 𝑅2 = 10 kΩ 𝑅3 = 25 kΩ 3.5.1 Beskryf hoe die wins van hierdie versterker bepaal kan word. (3) 3.5.2 Bereken die uitsetspanning van die versterker. (4) 3.5.3 Bereken die wins van die versterker deur spanningswaardes te gebruik. (3) 3.5.4 Verduidelik die voordeel van die gebruik van ʼn veranderlike weerstand in die terugvoerlus in plaas van ʼn vaste weerstand. (2) 3.5.5 Wat sal met die uitsetspanning gebeur as die waarde van R2 na 5 kΩ verander word? (2) 3.6 Teken ʼn stroombaandiagram van ʼn op-versterker-integreerder met inset- en uitsetseine. (6) 3.7 Noem DRIE belangrike werkspunte van die op-versterker-integreerkring. (3) [50] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

10 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) VRAAG 4: HALFGELEIERS 4.1 Teken ʼn netjiese IEK-simbool van die 741-operasionele versterker. (3) 4.2 Verduidelik hoe ʼn 100 mV sinusgolfsein sal reageer as die versterking van die stroombaan 10 is en die sein aan die ... gekoppel is. 4.2.1 omkeer insette van die komponent (2) 4.2.2 nie-omkeer insette van die komponent (2) 4.3 FIGUUR 4.3 toon ʼn omkeerversterker met ʼn inset- en ʼn uitsetsein wat op die stroombaan toegepas word. Bestudeer die kring en beantwoord dan die vrae wat volg. Rf 150 kΩ RI + Vcc – VO 20 mV 3V + – Vcc FIGUUR 4.3 4.3.1 Is die uitsetgolf korrek aangedui? Motiveer jou antwoord. (2) 4.3.2 Bereken die waarde van die insetweerstand in die stroombaan. (3) 4.4 FIGUUR 4.4 hieronder toon die 555-GS. Beantwoord die vrae wat volg. ONTLAAI 555 GS UITSET DREMPEL TERUGSTEL SPANNING BEHEER FIGUUR 4.4: 555-TYDREËLAAR GS 4.4.1 Identifiseer pen 2. (1) 4.4.2 Beskryf kortliks die funksies van pen 6 met verwysing na die 555-GS. (3) 4.4.3 Noem die toevoerspanningsreeks waarteen die 555-GS werk. (2) 4.4.4 Verduidelik die funksie van die SR-wipkring in die interne stroombaan van die 555-tydreëlaar. (2) [20] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 11 VRAAG 5: DIGITALE EN SEKWENSIËLE TOESTELLE 5.1 Verduidelik die basiese konstruksie van ʼn vloeibare kristalvertooneenheid (VKV). (4) 5.2 Noem en verduidelik die verskil tussen die twee tipes 7-segment LUD’s wat beskikbaar is. (4) 5.3 Noem TWEE maksimum waardes wat in ag geneem moet word wanneer daar met ʼn LUD-vertooneenheid gewerk word. (2) 5.4 Beantwoord die volgende vrae met verwysing na enkodeerders en dekodeerders. 5.4.1 Voltooi die stroombaandiagram van ʼn drie-syfer desimale invoer na twee-bis binêre uitset enkodeerder op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 5.4.1. (6) 5.4.2 FIGUUR 5.4.2 hieronder toon ʼn stroombaandiagram van ʼn twee- syfer-binêre inset-tot-vier-syfer desimale uitset-dekodeerder. Bepaal die uitset by W, X, Y en Z wanneer inset A '02 ' is en inset B '12 ' is. FIGUUR 5.4.2 (4) 5.5 Teken ʼn netjies benoemde logika-hek-diagram om die samestelling van ʼn volle opteller aan te toon. (5) 5.6 FIGUUR 5.6 hieronder verteenwoordig die logiese simbool van ʼn D-tipe wipkring. D Q CLK Q FIGUUR 5.6 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

12 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) 5.6.1 Voltooi die logiese stroombaan van hierdie wipkring deur die inligting op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 5.6.1 te gebruik. (6) 5.6.2 Voltooi die waarheidstabel van hierdie wipkring in die tabel hieronder op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 5.6.2. INSETTE UITSETTE KLK D Q Q 0 0 GRENDEL 0 1 1 0 1 1 TABEL 5.6.2 (3) 5.7 Verwys na FIGUUR 5.7 hieronder van ʼn drie-stadium binêre teller en beantwoord die vrae wat volg. FIGUUR 5.7 5.7.1 Voltooi die tydsduurdiagramme vir hierdie teller op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 5.7.1. (8) 5.7.2 Noem of die stroombaan in FIGUUR 5.7 sinchroon of asinchroon is. (1) 5.8 Bespreek die verskil in werkingsbeginsel tussen ʼn sinchrone en ʼn asinchrone rimpelteller. (4) 5.9 Lys DRIE tipes skuifregisters wat beskikbaar is. (3) 5.10 Teken ʼn netjies benoemde 3-bis serie-in-parallel-uit skuifregister deur van D-tipe grendels gebruik te maak. (5) [55] Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 13 VRAAG 6: MIKROBEHEERDERS 6.1 Noem TWEE gebruike van ʼn mikrobeheerder in industriële beheertoestelle. (2) 6.2 Teken die sekwensiele werk (skandering) siklus van die SVE. (4) 6.3 Verduidelik die verskil tussen ʼn mikroverwerker en ʼn mikrobeheerder met verwysing na die hardeware van mikrobeheerders. (4) 6.4 Teken ʼn netjies benoemde blokdiagram wat die basiese konstruksie van ʼn mikrobeheerder toon. (6) 6.5 Noem DRIE tipe registers wat in die sentrale verwerkingseenheid (SVE) van die mikrobeheerder gevind word. (3) 6.6 Bespreek die funksie van ʼn analoog-na-digitaal-omsetter in ʼn mikrobeheerder. (2) 6.7 Teken ʼn benoemde blokdiagram om die basiese uitleg van ʼn voldupleks kommunikasiestelsel te toon. (4) 6.8 Noem TWEE ander kommunikasiestelsels benewens simplekskommunikasie wat in mikrobeheerders gebruik word. (2) 6.9 Verwys na registers binne die SVE en beantwoord die vrae wat volg. 6.9.1 Verduidelik die funksie van ʼn geheuedataregister (GDR). (2) 6.9.2 Verduidelik die funksie van ʼn huidige instruksieregister (HIR). (3) 6.10 Gee TWEE nadele van ʼn parallelle kommunikasiestelsel. (2) 6.11 Beantwoord die vrae wat volg met verwysing na kommunikasieprotokolle. 6.11.1 Noem DRIE toepassings van die RS-485. (3) 6.11.2 Noem die lynkonfigurasie van die RS-485. (1) 6.12 Bespreek die verskil tussen wettige en onwettige datavloei binne ʼn vloeidiagram. (4) 6.13 Voltooi die vloeidiagram van ʼn moniteringstelsel by ʼn vulstasie op die ANTWOORDBLAD vir VRAAG 6.13. ʼn Vulstasie het drie tenks, elk met ʼn vlakmoniteringsensor. Die sensors sal geaktiveer word wanneer die brandstofvlak die onderkant van elke tenk bereik. Die alarm sal afgaan/lui as enige van die sensors geaktiveer is. Die stelsel moet ʼn terugstelfunksie insluit. GEEN tydsvertraging is nodig nie. (8) [50] TOTAAL: 200 Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

14 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) LEERDER SE NAAM: ANTWOORDBLAD VRAAG 5: DIGITALE EN SEKWENSIËLE TOESTELLE 5.4.1 FIGUUR 5.4.1 (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 15 LEERDER SE NAAM: ANTWOORDBLAD 5.6.1 FIGUUR 5.6.1 (6) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

16 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) LEERDER SE NAAM: ANTWOORDBLAD 5.6.2 TABEL 5.6.2 (3) ANTWOORDBLAD 5.7.1 FIGUUR 5.7.1 (8) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

(EC/SEPTEMBER 2023) ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA 17 LEERDER SE NAAM: ANTWOORDBLAD VRAAG 6: MIKROBEHEERDERS 6.13 FIGUUR 6.13 (8) Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief

18 ELEKTRIESE TEGNOLOGIE: DIGITALE ELEKTRONIKA (EC/SEPTEMBER 2023) FORMULEBLAD SKAKELKRINGE V R 1. Wins AV = VUIT = - (R f ) omkeer op-versterker IN in V R 2. Wins AV = VUIT = 1 + (R f ) nie-omkeer op-versterker IN in R 3. VUIT = VIN × (- R f ) omkeer op-versterker in 4. VUIT = -(V1 + V2 + V3 ) sommeerende op-versterker 1 5. fr = 2π√LC 1 6. f = 2π 6RC √ Kopiereg voorbehou Blaai om asseblief