INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH Zakład Systemów Informacyjno-Pomiarowych |
| Laboratorium Miernictwa Elektronicznego |
| Ćwiczenie 1 |
| Temat: GENERATORY POMIAROWE |
| Grupa: E1Y2S1 |
Zespół w składzie: 1. Paulina Parteka 2. Paweł Stąpór |
Wykaz przyrządów znajdujących się na stanowiskach:
| Lp. | Nazwa przyrządu | Typ | Producent |
|---|---|---|---|
| 1 | Oscyloskop analogowy | HM303-6 | HAMEG |
| 2 | Generator cyfrowy funkcji | 33120A | HP |
| 3 | Generator analogowy funkcji | K2 1405 | Zopan |
| 4 | Multimetr cyfrowy | V543 | MERATRONIK |
| 5 | Częstościomierz cyfrowy | PEL-23 | Zopan |
Charakterystyka ogólna badanego generatora.
Generator KZ 1405 ma zakres częstotliwości od 0,1Hz do 10MHz. Częstotliwość jest regulowana w sposób płynny i skokowy. Zakres napięcia wyjściowego do 20 V, regulowany w sposób płynny. Rezystancja wyjściowa 50Ω. Kształt napięcia generowanego – sinusoidalny, trójkątny, prostokątny.
Analiza jakościowa kształtów generowanych sygnałów.
Generator KZ 1405 generuje sygnały o różnych kształtach. Na oscylogramach obserwujemy wygląd sinusoidy, fali trójkątnej i prostokątnej. Po wciśnięciu przycisku „SYMETRY” uzyskujemy oscylogramy o zmienionym kształcie sinusoidy, fali trójkątnej i prostokątnej.
Sprawdzenie zakresu i dokładności skalowania regulatorów częstotliwości.
Dokładność ustawienia częstotliwości podaną w instrukcji generatora KZ 1405 wynosi:
±5% maksymalnej wartości podzakresu
±10% maksymalnej wartości podzakresu – dla podzakresu 1MHz.
Otrzymane wartości δf mieszczą się w granicach dokładności podanej w instrukcji. Jedynie przy częstotliwości 100Hz i zakresie x100 wartość względnego błędu skalowania częstotliwości przekroczyła wartość 5% o 2%. Wpływ na to mógł mieć wybierany czas pomiaru oraz niedokładność przyrządów pomiarowych. W tym przypadku częstościomierza cyfrowego a także generatora badanego – analogowego. Wykres zależności δf w funkcji częstotliwości wykreśliliśmy w protokole na stronie 4.
Sprawdzenie regulatorów napięcia wyjściowego.
Należało dokonać pomiaru wartości międzyszczytowej napięcia, zmierzyć maksymalną oraz minimalną wartość międzyszczytową napięcia Upp.
Maksymalna wartość międzyszczytowa napięcia Upp(max) dla wszystkich kształtów generowanego napięcia wyniosła 22 V. Wartość minimalna napięcia międzyszczytowego Upp(min) dla wszystkich kształtów generowanego napięcia wyniosła 12 mV.
Sprawdzenie wpływu regulacji częstotliwości na wartość napięcia wyjściowego.
Otrzymane wartości napięcia różnią się od podanego w instrukcji U=1V. Różnice wynoszą od -0,63 dB do 0,15 dB, czyli mieszczą się w stałości napięcia, które według instrukcji jest mniejsze od 0,5dB. Na wykresie (str. 7) przedstawiono zależność napięcia U [dB] w funkcji częstotliwości f [Hz].
Sprawdzenie zakresu częstotliwości generatora.
Wartość częstotliwości ustawiona na generatorze to 10Hz-10MHz. Zakres odczytanej częstotliwości to także 10Hz-10MHz. Podobne zakresy oznaczają wysoką dokładność pomiaru generatora.
Generator HP 33120A umożliwia zmianę parametrów na dwa sposoby, za pomocą klawiszy [>],[<] lub za pomocą pokrętła. Ustawianie za pomocą klawiszy jest bardzo precyzyjne ale za to wolniejsze, zaś dzięki pokrętle możemy w bardzo szybki sposób zmienić spore wartości lecz już małe zmiany są kłopotliwe.
Badanie parametrów napięciowych.
Wartość skuteczna napięcia ustawionego na generatorze to 0,1; 1,5; 2,5 Vrms, a wartość skuteczna napięcia odczytana z woltomierza jest dwukrotnie większa.
Impedancja wejściowa multimetru wynosi 1000 MΩ, a impedancja generatora jest ustawiona na 50Ω - w pierwszym przypadku – lub HIGH Z (stan wysokiej impedancji) – w drugim przypadku. Powoduje to, że generator nie jest dopasowany z multimetrem. Jeżeli podłączona do generatora rezystancja nie jest równa 50Ω wtedy napięcie ulega wzmocnieniu 0,5 na dzielniku napięcia a generator rekompensuje to podnosząc napięcie wyjściowe dwa razy. Stąd otrzymane wyniki są dwa razy większe od ustawionych na generatorze.
Otrzymywanie różnych kształtów sygnału wyjściowego.
Za pomocą generatora HP 33120A tworzyliśmy sygnały o różnych kształtach, nie zmieniając przy tym parametrów początkowych sygnałów podanym w poleceniu. Generator pozwala na uzyskanie takich przebiegów jak:
sinusoida (SIN)
funkcja interpolująca SINC – sin(x)/x
fala prostokątna (SQUARE)
fala trójkątna (TRIANGLE)
piłokształtny narastający (RAMP)
piłokształtny opadający (NEG RAMP)
wykładniczy opadający (EXP FALL) i narastający (EXP RISE)
kardiogram (CARDIAC)
szum (NOISE)
Otrzymane kształty wykreśliliśmy w protokole na stronie 10.
Generacja sygnałów arbitralnych (dowolnych).
W generatorze HP 33120A mamy możliwość wygenerowania dowolnego przebiegu zdefiniowanego przez użytkownika. Należy wybrać liczbę punktów przebiegu (oś X) od 8 do 255 a następnie każdemu punktowi możemy przypisać wartość od -1V do +1 V. Otrzymany oscylogram utworzonego sygnału umieściliśmy w protokole na stronie 11.