Politechnika Wrocławska Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych	Skład grupy: Jarosław Jasiński Piotr Marteliński	Wydział: elektryczny Rok: 2 Pon. Godz.11:15 Grupa: 3 Rok akad. : 2013/2014
Laboratorium Podstaw Elektroniki
Data ćw. : 6.01.2014 Nr ćwiczenia : 11	Temat: GENERATORY FALI PROSTOKĄTNEJ, TRÓJKĄTNEJ	Ocena: Podpis:

1. Cel ćwiczenia:

Praktyczne poznanie układów najprostszych generatorów fali nie sinusoidalnej na wzmacniaczu operacyjnym (WO); dobór elementów, warunki wzbudzenia i stabilnej pracy układów, wpływ zasilania i obciążenia. Metod badania i opisu, analiza wyników i sposób ich prezentacji, porównanie wyników badań z oszacowaniami teoretycznymi.

1. Spis przyrządów:

• Makieta wzmacniacza operacyjnego

• Multimetr METEX MXD-4660A

• Oscyloskop 2020GN

1. Schemat układów:

Dla fali prostokątnej

Dla fali trójkątnej

1. Wyniki pomiarów:

11.3.1	FALA PROSTOKĄTNA
Lp.	Warunki badania	Odczyty	Obliczenia
	pkt	C	Rl	Usup	f	ti+	tn	to	Uom+	Uom-	T	FFsq
		[nF]	[kΩ]	[V]	[kHz]	[ms]	[µs]	[µs]	[V]	[V]	[ms]	[%]
1	B	Cn	∞	±15	0,785	0,28	40,0	40,0	12,0	10,0	1,3	22
2	C	Cn	1	±15	0,785	0,28	40,0	40,0	11,5	9,5	1,3	22
3	C	Cn	∞	±9	0,767	0,28	20,0	20,0	6,4	5,4	1,3	21
4	D	10Cn	∞	±15	0,087	2,5	100,0	0	12,0	10,0	11	22
5	D	Cn/10	∞	±15	6,206	0,108	44,0	40,0	12,0	10,0	0,16	67
6	D	Cn/30	∞	±15	11,625	0,058	38,0	36,0	7,5	10,0	0,086	67

11.3.2	FALA TRÓJKĄTNA
Lp	Warunki badania	Odczyty	Obliczenia z badań	Obliczenia teoretyczne
	pkt	R1	R3	C	Rl	Usup	f	Uosqp-p	Uotrp-p	T
		[kΩ]	[kΩ]	[nF]	[kΩ]	[V]	[kHz]	[V]	[V]	[ms]
1	B	R1n	R3n	Cn	∞	±15	0,086	22,0	10,2	12
2	C	R1n	R3n	Cn	1 ┘└┘└	±15	0,086	21,5	9,8	12
3	C	R1n	R3n	Cn	1 /\/\/\	±15	0,086	22,0	10,2	12
4	C	R1n	R3n	Cn	∞	±9	0,086	12,0	5,4	12
5	D	2R1n	R3n	Cn	∞	±15	0,172	22,0	5,2	5,8
6	D	R1n	R3n/2	Cn	∞	±15	0,174	22,0	10,4	5,7
7	D	R1n	R3n/2	Cn/3	∞	±15	0,483	22,0	10,4	2,1

Wykres T=f(C) dla fali trójkątnej:

1. Przykładowe obliczenia:

Okres- $T = \frac{1}{f}\left\lbrack s \right\rbrack = \frac{1}{785\ Hz} = 0,0013\ s = 1,3\ \lbrack ms\rbrack$;

Współczynnik wypełnienia fali- $\text{FF}_{\text{sq}} = \frac{t_{i +}}{T}*100\% = \frac{0,28\ ms}{1,3\ ms}*100\% = 22\left\lbrack \% \right\rbrack$

Jakość generowanej fali - $Q_{\text{sq}} = \frac{t_{n} + t_{o}}{T}*100\% = \frac{40\ us + 40us}{1,3\ ms}*100\% = 6,2\ \left\lbrack \% \right\rbrack$

Względne zmiany okresu- $_{T} = \frac{T - T_{n}}{T_{n}}*100\% = \frac{2,1\ ms - 12ms}{12ms}*100\% = - 82\left\lbrack \% \right\rbrack$

Względne zmiany amplitudy- $_{\text{Uotr}} = \frac{U_{\text{otr}} - U_{\text{otr}n}}{U_{\text{otr}n}}*100\% = \frac{10,4V - 10,2V}{10,2V}*100\% = 2,0\left\lbrack \% \right\rbrack$

TEORETYCZNE:

Okres- $T = 4*R3*C*\frac{R2}{R1} = 4*34\ 000\mathrm{\Omega}*33*10^{- 9}F*\frac{12\ 000\mathrm{\Omega}}{27\ 000\mathrm{\Omega}} = 2,0\left\lbrack \text{ms} \right\rbrack$

Amplituda p-p fali trójkątnej- $U_{otr\ p - p} = \frac{R2}{R1}*U_{osq\ p - p} = \frac{12\ 000\mathrm{\Omega}}{27\ 000\mathrm{\Omega}}*22,0V = 9,8\left\lbrack V \right\rbrack$

1. Wnioski:

W przeprowadzonym badaniu można zauważyć, że przy układzie generatora fali prostokątnej zmiana pojemności kondensatora ma bardzo duży wpływ na częstotliwość jak i również na okres trwania fali. Natomiast zmiana napięcia zasilania i podłączenie obciążenia wywołuje niewielkie zmiany. W przypadku układu generatora dla fali trójkątnej podłączenia obciążenia jak i zmiana napięcia zasilania nie powoduje dużego wpływu na częstotliwość. Zmiana rezystancji R1 lub R3 również nie wpływa znacząco na częstotliwość, zaledwie 2krotny jej wzrost, natomiast pojemność kondensatora odgrywa dużą rolę przy zmienianiu się częstotliwości. Parametry takie jak częstotliwość, okresowość, amplituda czy też współczynnik wypełnienia można obliczyć teoretycznie na podstawie wzorów, jednak te nieco się różnią. Dla bardzo dokładnych praktycznych zastosowań gdzie parametry te muszą być ściśle określone należy przeprowadzać doświadczalnie. Poniżej przedstawiono zestawienie pomiarów teoretycznych z pomiarami praktycznymi.

	Fala trójkątna	Fala prostokątna
Obliczenia	T [ms]	f [kHz]
Teoretyczne	12	0,083
Praktyczne	12	0,086