POLITCHNIKA WROCŁAWSKA Instytut Maszyn, Napędów i Pomiarów Elektrycznych	Skład grupy ćwiczeniowej: Damian Sielski Szymon Rodak Mateusz Tomczyk termin zajęć: wtorek 9:15 – 11:00	Wydział: ELEKTRYCZNY Rok: 2 Sem: IV Grupa: 2 Rok akadem.: 2013/2014
LABORATORIUM PODSTAW ELEKTRONIKI
Data ćwiczenia: 20.05.2014r.	Temat ćwiczenia: GENERATORY FALI PROSTOKĄTNEJ, TRÓJKĄTNEJ	Ocena:
Numer ćwiczenia: 11		Podpis sprawdzającego:
Uwagi:

I. 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. Metody badania i opisu, analiza wyników i sposób ich prezentacji, porównanie wyników badań z oszacowaniami teoretycznymi.

II. Wykaz przyrządów

• Multimetr METEX MXD-4660A; nr inw.: I29-IVa 4537 (pomiar częstotliwości)

• Oscyloskop LG OS-5020; nr inw.: I29-IVa4444

• Zasilacz stabilizowany ZMM-3/97A (zasilanie układu ±15V, ±9V, com)

III. Schematy układów pomiarowych

Rys. 1 Schemat układu relaksacyjnego generatora fali prostokątnej wraz z elementami

i przyrządami do badania oraz oscylogram fali ze zdefiniowanymi wielkościami

Rys. 2 Schemat układu generatora funkcyjnego wraz z przyrządami do badania.

IV. Wyniki:

Rys. 3 Kształty sygnałów na wyjściu u_o (t) i na kondensatorze u_c (t).

Tab.1 Badanie relakscyjnego generatora fali prostokątnej

L.p.	Warunki badania	Odczyty	Obliczenia
	C	RL	Usup
	[nF]	[kΩ]	[V]
1	Cn	∞	±15
2	Cn	1	±15
3	Cn	∞	±9
4	10Cn	∞	±15
5	Cn/10	∞	±15
6	Cn/30	∞	±15

Tab.2 Badanie gneratora funkcyjnego

L.p.	Warunki badania	Odczyty	Obliczenia z badań	Obliczenia teoretyczne
	R1	R3	C	RL
	[kΩ]	[kΩ]	[nF]	[kΩ]
1	R1n	R3n	Cn	∞
2	R1n	R3n	Cn	1^1)
3	R1n	R3n	Cn	1^2)
4	R1n	R3n	Cn	∞
5	2R1n	R3n	Cn	∞
6	R1n	R3n/2	Cn	∞
7	R1n	R3n/2	Cn/3	∞
^1) - obciążone wyjście fali prostokątnej, ^2) - obciążone wyjście fali trójkątnej

V. Obliczenia:

Obliczenia z badań:

• Okres: $T = \frac{1}{f} = \frac{1}{0,929\text{\ kHz}} = 1,08\text{ms}$

• Współczynnik wypełnienia fali: $\text{FF}_{\text{sq}} = \frac{t_{i +}}{T}*100\% = \frac{0,4\ ms}{1,08\ ms}*100\% = 37\%$

• Jakość generowanej fali: $Q_{\text{sq}} = \frac{t_{n} + t_{o}}{T}*100\% = \frac{44\ us + 40\ us}{1,3\ ms}*100\% = 7,8\%$

• Względne zmiany okresu: $_{T} = \frac{T - T_{n}}{T_{n}}*100\% = \frac{10,8\ ms - 10,8\ ms}{10,8\ ms}*100\% = 0\%$

• Względne zmiany amplitudy: $_{\text{Uotr}} = \frac{U_{\text{otr}} - U_{\text{otrn}}}{U_{\text{otrn}}}*100\% = \frac{12,0\ V - 13,0\ V}{13,0\ V}*100\% = - 8\%$

Obliczenia teoretyczne:

• Okres: $T = 4*R3*C*\frac{R2}{R1} = 4*18\ 000\mathrm{\Omega}*330*10^{- 9}F*\frac{4\ 700\mathrm{\Omega}}{10\ 000\mathrm{\Omega}} = 11ms$

• Amplituda p-p fali trójkątnej: $U_{otr\ p - p} = \frac{R2}{R1}*U_{osq\ p - p} = \frac{4\ 700\mathrm{\Omega}}{10\ 000\mathrm{\Omega}}*26,0V = 12,2V$

VI. Wykresy:

Wykres 1. T=f(C) dla fali trójkątnej

VII. 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 [Hz]
Teoretyczne	11,17	0,0895
Praktyczne	10,8	0,093