Ćwiczenie nr 8.

Generatory przebiegów elektrycznych

1. Wstęp.

Celem ćwiczenia nr 8 jest zapoznanie się ze źródłami małej mocy generującymi przebiegi elektryczne. Podczas wykonywania ćwiczenia ustawiono na generatorze przebiegów elektrycznych, sygnał o przebiegu sinusoidalnym. W celu określenia zakresu regulacji wypełnienia sygnału przebieg ten zmieniono na sygnał prostokątny.

Spis przyrządów:

• generator: Function Generator type KZ1404A

• oscyloskop analogowy: HAMEG 30 MHz OSCILLOSCOPE HM 303-4

• cyfrowy częstościomierz: PFL-34 Automatic 160 MHz Frequency Counter

• woltomierz napięcia zmiennego

• opornik dekadowy: typ DR5a-16

2. Wyniki pomiarów.

2.1. Wyznaczanie poprawki do skali częstotliwości:

Przyrządy: generator, częstościomierz, oscyloskop;

Generator ustawiono w funkcji generowania sygnału sinusoidy.

Amplituda sygnału: A= 0,5[V]

Offset- podpolaryzowania ustawiono na wartość 0[V].

Poniższa tabela przedstawia wyniki dla czterech podzakresów częstotliwości generatora.

fg1 [kHz]	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9	1,0
fc1 [kHz]	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,8	0,9	1,0	± 0,1 [kHz]
fg2 [kHz]	1,0	2,0	3,0	4,0	5,0	6,0	7,0	8,0	9,0	10,0
fc2 [kHz]	1,3	2,2	3,1	4,1	4,9	5,8	6,8	7,8	8,7	9,7	±0,2 [kHz]
fg3 [kHz]	10,0	20,0	30,0	40,0	50,0	60,0	70,0	80,0	90,0	100,0
fc3 [kHz]	12,3	20,6	30,0	39,3	48,0	56,8	66,1	75,7	85,2	94,6	±0,2 [kHz]
fg4 [kHz]	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
fc4 [kHz]	128,9	216,5	316,8	416,5	513,0	612,0	713,2	818,3	921,5	1024,3	±1,8 [kHz]

Wnioski 2.1.: Dla otrzymanych wyników pomiarów otrzymaliśmy wykresy liniowej zależności miedzy częstotliwością generatora i częstotliwością częstościomierza.

Z otrzymanych wykresów możemy stwierdzić, że pomiar pierwszy był wykonany najmniej starannie. Na wykresie kilka punktów pomiarowych odbiega od liniowej zależności, ale wykres ten można przybliżyć linią trendu i uznać go za poprawny. Na niepewności pomiarowe może mieć wpływ zbyt szybkie sczytywanie wartości częstotliwości z częstościomierza.

Różnice między wartością częstotliwości zadaną na generatorze a wartością częstotliwości zmierzoną częstościomierzem cyfrowym wynoszą:

- dla pierwszego pomiaru: ± 0,1 [kHz]

- dla drugiego pomiaru: ± 0,2 [kHz]

- dla trzeciego pomiaru: ± 0,2 [kHz]

- dla czwartego pomiaru: ± 1,8 [kHz]

W granicach tych różnic waha się błąd pomiarowy częstotliwości. Dlatego wyniki powinny zostać podane w formie: np. f_c3 [kHz]= (39,3± 0,2) [kHz]

2.2. Określenie zakresu regulacji wartości napięcia sygnału wyjściowego:

Przyrządy: generator, woltomierz, oscyloskop;

Podpolaryzowania sygnału: offset= 0[V]

Częstotliwość: f= 1[kHz]

	Amin[V]	Amax[V]
Uwej	0,249± 0,002	0,371± 0,002

Wnioski 2.2.:

Niepewność oszacowania regulacji wartości amplitudy wynosi ± 0,002[V].

2.3.Określenie zakresu regulacji podpolaryzowania:

Przyrządy: generator, regulowane obciążenie, oscyloskop;

a) offset- podpolaryzowania nastawiony na wartość 0[V]

amplituda: A= 0,5[V]

b) offset- podpolaryzowania nastawiony na wartość minimalną ( pokrętło skręcone maksymalnie w lewo)

amplituda: A= 1,0[V]

Wykres sinusoidalny na ekranie lampy oscyloskopowej przesuwa się do góry o 0,5 [V].

c) offset- podpolaryzowania nastawiony na wartość maksymalną ( pokrętło skręcone maksymalnie w prawo)

amplituda: A= 1,0[V]

Wykres sinusoidalny na ekranie lampy oscyloskopowej przesuwa się w dół o 0,5 [V].

Wnioski 2.3.:

Zakres zmian napięcia polaryzującego jest równy wartości amplitudy generowanego sygnału i wynosi ±5[V].

2.4.Oszacowanie wartości oporności wewnętrznej generatora:

Częstotliwość: f= 1[kHz]

Dla R= 100 [Ω], amplituda A= 0,03[V]

Dla R= 50 [Ω], amplituda A= 0,02[V]

Wnioski 2.4.:

2.5.Badanie zakresu regulacji wypełnienia sygnału:

Badanie zakresu regulacji wypełnienia sygnału przeprowadzono dla sygnału prostokątnego.

max: t_i= 7 [0,2 ms/dz] T= 8 [0,2 ms/dz]

t_i= 7*0,2= 1,4 [ms/dz] T= 8*0,2=1,6 [ms/dz]

t_i/T= 1,4/ 1,6= 0,875 ≈0,9

min: t_i= 1 [0,2 ms/dz] T= 8 [0,2 ms/dz]

t_i = 1*0,2= 0,2 [ms/dz] T= 8*0,2=1,6 [ms/dz]

t_i/T= 0,2/ 1,6= 0,125 ≈0,1

zakres regulacji wypełnienia przebiegu prostokątnego zawiera się w przedziale: 0,1÷0,9

Wnioski 2.5.:

Otrzymany przez nas zakres regulacji wypełnienia przebiegu prostokątnego pokrywa się ze standardowym zakresem dla generatorów przebiegów prostokątnych, który wynosi: 0,1÷0,9.

3. Wnioski.

Odpowiednim wyborem do przeprowadzenia ćwiczenia jest ustawienie na generatorze przebiegu sinusoidalnego. Przebieg ten cechuje stabilna amplituda, nawet przy wysokich częstotliwościach oraz brak jakichkolwiek zniekształceń wierzchołków fali.

---