Zadania laboratoryjne:
1. Pomiar charakterystyk Iz = f(Uster).
2. Pomiar napięć progowych Up1 i Up2 komparatora okienkowego.
3. Pomiar charakterystyki przestrajania generatora Fgen = f(Uster).
Zestaw przyrządów pomiarowych:
- badany układ generatora VCO,
- oscyloskop,
- woltomierz cyfrowy,
- częstościomierz cyfrowy,
- zasilacz stabilizowany,
- zestaw rezystorów i kondensatorów:
- Rc=1000.00W - rezystor wzorcowy,
- R1=510W, R2=1kW, R3=2kW,
- C1=15nF, C2=100nF.
Przebieg ćwiczenia:
1. Pomiar charakterystyk Iz=f(Uster).
Pomiarów dokonaliśmy dla dwóch napięć zasilających Ucc=8V i Ucc=12V .
W gniazdo C na panelu badanego układu został wpięty rezystor Rc o wartości 1000.00W zaś w gniazdo R
trzy kolejne rezystory 510W, 1kW, 2kW .
Tabela pomiarów:
Dla Ucc=8V.
Ucc = 8V |
|||||||||||
Uster [V] |
0.63 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.8 |
2.0 |
2.2 |
2.4 |
|
R1 |
Uwy1 [V] |
0.45 |
0.76 |
1.14 |
1.52 |
1.89 |
2.25 |
2.63 |
3.01 |
3.38 |
3.60 |
R2 |
Uwy2 [V] |
0.03 |
0.17 |
0.39 |
0.53 |
0.70 |
0.89 |
1.09 |
1.28 |
1.47 |
1.67 |
R3 |
Uwy3 [V] |
---- |
---- |
0.04 |
0.04 |
0.11 |
0.21 |
0.29 |
0.39 |
0.48 |
0.57 |
Dla Ucc=12V.
Ucc=12V |
|||||||||||||||
Uster [V] |
1.0 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.8 |
2.0 |
2.2 |
2.4 |
2.6 |
2.8 |
3.0 |
3.2 |
3.4 |
3.6 |
|
R1 |
Uwy1 [V] |
1.13 |
1.52 |
1.89 |
2.26 |
2.65 |
3.03 |
3.42 |
3.79 |
4.19 |
4.56 |
4.94 |
5.32 |
5.69 |
6.05 |
R2 |
Uwy2 [V] |
0.31 |
0.50 |
0.69 |
0.88 |
1.07 |
1.27 |
1.47 |
1.66 |
1.87 |
2.06 |
2.26 |
2.44 |
2.64 |
2.86 |
R3 |
Uwy3 [V] |
1m |
26m |
93m |
0.18 |
0.27 |
0.36 |
0.46 |
0.55 |
0.65 |
0.75 |
0.85 |
0.94 |
1.04 |
1.14 |
Obliczenie prądu Iz:
- praktycznie wyznaczona wartość prądu Iz,
- teoretycznie wyznaczona wartość prądu Iz jako wydajność
źródła prądowego Iz.
Otrzymane charakterystyki:
2. Pomiar napięć progowych Up1 i Up2 komparatora okienkowego.
Pomiarów dokonano trzy razy a wartość napięć wyliczono jako średnią arytmetyczną tych pomiarów.
Dla Ucc=8V.
Dla Ucc=12V.
3. Pomiar charakterystyk przestrajania generatora Fgen=f(Uster).
Tabela pomiarów:
Dla Ucc=8V.
Ucc=8V |
|||||||||||
Uster [V] |
0.63 |
0.8 |
1.0 |
1.2 |
1.4 |
1.6 |
1.8 |
2.0 |
2.2 |
2.4 |
|
15nF, 510W |
Fgen |
22.10 |
28.68 |
36.17 |
43.38 |
50.26 |
56.96 |
63.40 |
70.59 |
76.49 |
81.50 |
15nF, 1kW |
Fgen |
11.60 |
15.45 |
19.61 |
23.47 |
27.54 |
31.52 |
35.49 |
39.23 |
42.89 |
43.43 |
15nF, 2kW |
Fgen |
5.45 |
7.49 |
9.76 |
12.02 |
14.29 |
16.35 |
18.57 |
20.75 |
22.79 |
24.88 |
100nF, 510W |
Fgen |
3.37 |
4.53 |
5.82 |
7.06 |
8.26 |
9.59 |
10.81 |
12.09 |
13.25 |
14.31 |
100nF, 1kW |
Fgen |
1.70 |
2.26 |
2.93 |
3.63 |
4.34 |
4.96 |
5.67 |
6.39 |
6.92 |
7.59 |
100nF, 2kW |
Fgen |
0.78 |
1.07 |
1.42 |
1.78 |
2.10 |
2.45 |
2.80 |
3.14 |
3.47 |
3.84 |
Dla Ucc=12V.
Ucc=12V |
|||||||
|
C=15nF R=510W |
C=15nF R=1kW |
C=15nF R=2kW |
C=100nF R=510W |
C=100nF R=1kW |
C=100nF R=2kW |
|
Pomiar |
Uster [V] |
Fgen [kHz] |
Fgen [kHz] |
Fgen [kHz] |
Fgen [kHz] |
Fgen [kHz] |
Fgen [kHz] |
1 |
1.0 |
23.75 |
12.20 |
5.62 |
3.59 |
1.76 |
0.87 |
2 |
1.2 |
28.80 |
15.02 |
7.17 |
4.42 |
2.28 |
1.04 |
3 |
1.4 |
33.69 |
17.86 |
8.68 |
5.27 |
2.67 |
1.26 |
4 |
1.6 |
38.42 |
20.37 |
10.01 |
6.03 |
3.03 |
1.42 |
5 |
1.8 |
42.97 |
23.07 |
11.56 |
6.84 |
3.41 |
1.65 |
6 |
2.0 |
47.60 |
25.68 |
12.96 |
7.68 |
3.90 |
1.92 |
7 |
2.2 |
52.30 |
28.33 |
12.43 |
8.57 |
4.35 |
2.15 |
8 |
2.4 |
47.06 |
31.06 |
15.95 |
9.48 |
4.87 |
2.38 |
9 |
2.6 |
61.95 |
33.75 |
17.46 |
10.30 |
5.23 |
2.69 |
10 |
2.8 |
66.80 |
36.46 |
18.92 |
11.29 |
5.71 |
2.82 |
11 |
3.0 |
71.24 |
38.80 |
20.31 |
12.12 |
6.12 |
3.07 |
12 |
3.2 |
75.52 |
41.20 |
21.59 |
12.85 |
6.50 |
3.21 |
13 |
3.4 |
79.80 |
43.53 |
22.98 |
13.76 |
6.92 |
3.48 |
14 |
3.6 |
84.13 |
45.91 |
24.26 |
15.97 |
7.34 |
3.68 |
Charakterystyka przestrajania generatora Fgen=f(Uster) dla napięcia Ucc=8V.
Oznaczenia kolorów:
czerwony - C=15nF, R=510W, niebieski - C=15nF, R=1kW,
zielony - C=15nF, R=2kW, fioletowy - C=100nF, R=510W,
morski - C=100nF, R=1kW, brązowy - C=100nF, R=2kW.
linia ciągła - charakterystyki rzeczywiste,
linia przerywana - charakterystyki teoretyczne.
Charakterystyka przestrajania generatora Fgen=f(Uster) dla napięcia Ucc=12V.
Oznaczenia kolorów:
czerwony - C=15nF, R=510W, niebieski - C=15nF, R=1kW,
zielony - C=15nF, R=2kW, fioletowy - C=100nF, R=510W,
morski - C=100nF, R=1kW, brązowy - C=100nF, R=2kW.
linia ciągła - charakterystyki rzeczywiste,
linia przerywana - charakterystyki teoretyczne.
Wnioski:
Ad. pkt 1:
Wyznaczone charakterystyki Iz=f(Uster) dla napięć zasilających Ucc=8V i Ucc=12V praktycznie mają taki sam kształt a różnią się jedynie wartością dla odpowiadających sobie wartości napięcia sterującego. Widzimy, że w obu przypadkach charakterystyka praktyczna i teoretyczna różnią się najmniej
dla rezystancji R=1kW a najbardziej dla R=510W.
Im większa jest też rezystancja obciążenia tym wartość prądu Iz jest mniej uzalezniona od tego napięcia a więcej od tej rezystancji.
Ad. pkt 2:
Pomiar napięć progowych komparatora okienkowego Up1 i Up2 dokonaliśmy trzy razy a wartość tego napięcia została wyliczona jako średnia arytmetyczna tycz trzech napięć, przy czym w obliczeniach został uwzględniony spadek napięcia na złączu baza-emiter tranzystora T7 wynoszący 0.61V.
Ad. pkt 3:
Dla napięcia Ucc=8V:
W przypadku C=15nF, R=2kW; C=100nF, R=510W; C=100nF, R=1kW; C=100nF, R=2kW; obserwujemy liniowa pracę generatora a charakterystyki praktyczne mają przebieg jak te wyznaczone teoretycznie.
Dla C=15nF, R=510W, charakterystyka praktyczna odbiega od teoretycznej, traci swoją liniową ale jej aproksymacja daje linię prostą.
W przypadku C=15nF, R=1kW, dla Uster=2.2V i częstotliwości 40kHz obserwujemy wyraźne zakrzywienie charakterystyki.
Dla napięcia Ucc=12V.
W przypadku Ucc=12V wszystkie charakterystyki wyznaczone praktycznie nie odbiegają kształtem
i wartością sygnału od tych wyznaczonych teoretycznie.
Widzimy więc, że zmniejszenie napięcia zasilającego z zakładanych 12volt do Ucc=8v spowodowało pogorszenie parametrów i pracy generatora.