SPRAWOZDANIE Z METROLOGII 2
AGH IMiR		Rok III	Grupa 2B
Lab nr 3	Temat: Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu.	Data: 24.10.2011
				Ocena: 5.0

1. Wyznaczanie odpowiedzi skokowej

W ćwiczeniu badano czwórnik RC, który jest analogią przetwornika pierwszego rzędu. Na wejście podawano napięcie U₁ o przebiegu prostokątnym. Wejście oraz wyjście przetwornika podłączono do oscyloskopu(Rys.1.).

Rysunek 1. Schemat układu pomiarowego.

Transmitancja naszego układu dana jest zależnością
, co odpowiada obiektowi inercyjnemu pierwszego rzędu o transmitancji
. Zatem stała czasowa T równa się R·C. Stałą czasową można też wyznaczyć graficznie, odczytując czas dla którego sygnał osiąga wartość 1 − e⁻¹ = 0,632 = 63,2 % wartości ustalonej. Dla kilku wartości rezystancji R i pojemności C zmierzono stałe czasowe oraz obliczono ich wartości teoretyczne. Wyniki zawiera tabela 1.

Tabela 1. Stałe czasowe poszczególnych układów.

R [kΩ]	C [nF]	dośw [μs]	teoret [μs]	 [μs]	  [%]
2,2	5,1	11,8	11,22	0,58	5,2
11	5,1	52,0	56,1	-4,1	-7,3
0,51	5,1	2,80	2,60	0,20	7,7
2,2	50	112	110	2	1,8
2,2	1	2,28	2,20	0,08	3,6

Otrzymane wyniki różnią się maksymalnie o 8% od wartości teoretycznych. Jest to spowodowane m.in. niedokładnością pomiaru oraz dużą tolerancją parametrów w użytych opornikach i kondensatorach.

2. Wyznaczanie charakterystyk amplitudowo-częstotliwościowych

Na wejście czwórnik RC i jednocześnie na jeden kanał oscyloskopu podano napięcie sinusoidalnie zmienne uzyskane z generatora. Napięcie wyjściowe z przetwornika RC podłączono do drugiego kanału oscyloskopu. Następnie dla różnych wartości częstotliwości f napięcia wejściowego wyznaczono z ekranu oscyloskopu stosunek amplitud napięcia wyjściowego do wejściowego. Wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli 2.

Tabela 2. Dane pomiarowe charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej.

f [kHz]	K [V/V]	L [dB]
2	0,987	-0,1
5,09	0,942	-0,5
6,21	0,909	-0,8
9,88	0,812	-1,8
14,1	0,707	-3,0
19,5	0,578	-4,8
23,8	0,500	-6,0
31,2	0,403	-7,9
160,3	0,091	-20,8
351	0,045	-26,8

Na podstawie zebranych danych sporządzono wykres 1. Otrzymano prostą o równaniu y = 7,7859 ln(x) + 18,757, co jest równoważne y = 17,928 log₁₀(x) + 18, 757. Toteż spadek należy określić na poziomie 17,9 dB/dek.

Wykres 1. Charakterystyka amplitudowo-częstotliwościowa.

3. Wyznaczanie charakterystyk fazowo-częstotliwościowych

Na wejście czwórnik RC i jednocześnie na jeden kanał oscyloskopu podano napięcie sinusoidalnie zmienne uzyskane z generatora. Napięcie wyjściowe z przetwornika RC podłączono do drugiego kanału oscyloskopu. Następnie dla różnych wartości częstotliwości f napięcia wejściowego wyznaczono z ekranu oscyloskopu różnice fazowe. Wyniki pomiarów przedstawiono w tabeli 3.

Tabela 3. Dane pomiarowe charakterystyki fazowo-częstotliwościowej.

f [kHz]	T[s]	f [s]	f [º]
2	500	-13,6	-9,8
5,09	196	-13,6	-24,9
6,21	161	-12,0	-26,8
9,88	101	-11,2	-39,8
14,1	70,9	-8,0	-40,6
19,5	51,3	-8,4	-59,0
23,8	42,0	-6,8	-58,3
31,2	32,1	-6,0	-67,4
160,3	6,24	-1,52	-87,7
351	2,85	-0,72	-91,0

Na podstawie zebranych danych sporządzono wykres 2.

Wykres 2. Charakterystyka fazowo-częstotliwościowa.

Otrzymana charakterystyka jest zbieżna z teoretyczną. Poszarpany przebieg należy tłumaczyć błędami pomiarowymi.