Numer ćwiczenia 2	Temat: Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu	Data wykonania:
		Data oddania:
		Prowadzący: dr inż. Apostoł
Osoby wykonujące ćwiczenie:  Agnieszka Abgaro Zachariasiewicz, Monika Maciuszek, Katarzyna Magiera, Piotr Kmiecik, Mateusz Bator, Łukasz Brzychcy.

Cel ćwiczenia:

Celem wykonanego ćwiczenia było poznanie własności dynamicznych przetworników pierwszego rzędu w dziedzinie czasu i częstotliwości. Podczas ćwiczenia wyznaczono także parametry tych przetworników. Podczas ćwiczenia badano człon elektryczny RC , który jest analogią przetwornika pierwszego rzędu.

1. Wyznaczanie odpowiedzi skokowej

Nasze dane:

R=2,2 kΩ

C=1nF

T= R*C= 2,2 kΩ * 1nF= 2,2μs – wartość otrzymana obliczeniowo

Wartość otrzymana na wykresie z laboratorium T=3,08 μs

1. Wpływ wartości skokowej na przebieg odpowiedzi skokowej.

T jest stałe i wynosi 2,2μs, dlatego że wartości R i C również są stałe.

Dane do tej części ćwiczenia znajdują się w tabeli 1 pod 3 punktem sprawozdania.

1. Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych: amplitudowej i fazowej

   1. Wyznaczanie charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych

• Na wejście przetwornika i jeden kanał oscyloskopu podawano napięcie sinusoidalne zmienne z generatora

• Napięcie wyjściowe z przetwornika połączono do drugiego kanału oscyloskopu

• Z ekranu oscyloskopu wyznaczono wartości podwójnych amplitud napięć: wejściowego – 2U₁ i wyjściowego 2U₂ dla różnych wartości częstotliwości napięcia wejściowego.

W wyniku pomiarów uzyskano wyniki zebrane w tabeli 1.

Tabela 1. Wyniki pomiarów.

nr pomiaru	częst. f [kHz]	U1 [V]	U2 [V]	S[V]=G(f)=2U2/2U1	LmG(f)=20logG(f) [dB]
1	6,75	6,72	6,80	1,01	0,10
2	21,60	6,72	6,40	0,95	-0,42
3	27,90	6,72	6,24	0,93	-0,64
4	35,50	6,72	6,00	0,89	-0,98
5	43,50	6,72	5,68	0,85	-1,46
6	53,67	6,72	5,28	0,79	-2,09
7	63,50	6,72	4,96	0,74	-2,64
8	72,28	6,72	4,64	0,69	-3,22
9	82,34	6,72	4,32	0,64	-3,84
10	92,13	6,72	4,00	0,60	-4,51

Na podstawie wyników sporządzono na wykresach dwa zestawy charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych:

Wykres 1. Wykres zależności G(f)

Wykres 2. Wykres zależności LmG(f)=20logG(f)

Korzystając z otrzymanych wykresów wyznaczono wartość graniczną częstotliwości f_g, która wynosi 69kHz. Wartość teoretyczną obliczono korzystając ze wzoru:

$$f_{g} = \frac{1}{2\text{πT}}$$

Gdzie T jest stałą czasową równą: 3,08us. Wartość teoretyczna wynosi: 51,70kHz.

1. Wyznaczanie charakterystyk fazowo-częstotliwościowych

Tabela 2 Zestawienie wyników pomiarowych charakterystyk fazowo-częstotliwościowych

nr pomiaru	f [kHz]	yo [mm]	ym[mm]	φ[°]	yo/ym
1	64,74	3,28	4,88	-0,74	0,67
2	117	2,96	3,44	-1,04	0,86
3	106	2,96	3,60	-0,97	0,82
4	143	2,56	2,88	-1,09	0,89
5	19,03	2,00	6,56	-0,31	0,30
6	30,5	2,40	6,16	-0,40	0,39
7	41,46	2,80	5,76	-0,51	0,49
8	50,28	3,20	5,44	-0,63	0,59
9	60,95	3,25	5,05	-0,70	0,64
10	81,13	3,36	4,32	-0,89	0,78

Wykres 3. Charakterystyka fazowo-częstotliwościowa przetwornika o stałej czasowej T

Wnioski:

W trakcie ćwiczenia zapoznano się z własnościami dynamicznymi przetwornika pierwszego rzędu w dziedzinie czasu i częstotliwości. Podczas eksperymentu wyznaczono odpowiedź skokową układu RC oraz badano wpływ wartości skoku na przebieg odpowiedzi. Następnie wyznaczono charakterystyki amplitudowa-częstotliwościowe i fazowo-częstotliwościowe. Po porównaniu otrzymanych charakterystyk z przykładowymi znajdującymi się w skrypcie stwierdzono, że nie mają one idealnego przebiegu. Stwierdzono także, że podczas eksperymentu zastosowano zbyt wąski zakres częstotliwości co skutkuje otrzymaniem nie pełnych charakterystyk.