Pomiary oscyloskopami i wobuloskop. |
|
Wprowadzenie.
Celem wiczenia jest zapoznanie si z moliwociami pomiarowymi oscy-
loskopu - przyrzdu wykorzystywanego dzi powszechnie przy wszelkiego
rodzaju pomiarach z koniecznoci szybkiej wizualizacji zalenoci po-
midzy wyrónionymi wielkociami elektrycznymi i nieelektrycznymi oraz
wobulatora (generatora dewiacyjnego) wykorzystywanego coraz pow-
szechniej do badania i zestrajania czwórników selektywnych.
1.Pomiar napicia i czstotliwoci.
a.)Ukad pomiarowy.
1b)Tabela pomiarowa.
L.p |
Oscyloskop 1
|
Oscyloskop 2
|
||
czstotliwo generatora f=300 Hz
|
||||
|
pomiary oscyloskopowe [cm]
|
|||
|
okres [cm]
|
amplituda
|
okres [cm]
|
amplituda [cm]
|
1. |
4.1 cm
|
3,5 cm
|
3.7 cm
|
3,4 cm
|
. |
okres [cm]
|
amplituda
|
okres [cm]
|
amplituda [cm]
|
|
0.82 ms
|
3,9 V
|
0.74 ms
|
3,4 V
|
czstotliwo generatora f=100 Hz
|
||||
|
pomiary oscyloskopowe [cm]
|
|||
|
okres
|
amplituda
|
okres
|
amplituda
|
2. |
10 cm
|
3,6 cm
|
9,2 cm
|
3,4 cm
|
|
okres |
amplituda
|
okres
|
amplituda
|
|
10 ms
|
3,6 V
|
9,2 ms
|
3,4 V
|
1c)Przyk adowe obliczenia.
amplituda
napicie=---------------- 1)
staa [V/cm]
3.4cm
np.: U=-------=3.4V
1V/cm
1
czstotliwo=-------------------------------------------------------- 2)
okres w [cm]*staa generatora podstawy czasu
1
np.: f=------------------=243902.4Hz
4.1cm*0.1ms/cm
2. Pomiar przesunicia fazowego
2b)Tabela pomiarowa.
Pomiar przesunicia fazowego |
|||||
c=1mF f=300Hz |
|||||
Lp |
R |
Metoda oscylosko. |
Metoda krzywych Lis. |
||
- |
kW |
|
A |
B |
|
1 |
102 |
89.07 |
4.8 |
4.2 |
61.04 |
2 |
50 |
89.39 |
5.0 |
5.0 |
90.00 |
3 |
1 |
62.05 |
5.0 |
5.0 |
90.00 |
4 |
2 |
75.14 |
4.9 |
4.6 |
69.85 |
tg=2pfRC ; =arctg -dla metody oscyloskopowej.
= arc sin B/A - dla metody krzywych Lis.
3.Wyznaczanie szerokoci pasma przenoszenia filtru przy pomocy
wobulatora.
a.)Ukad pomiarowy.
3 b.) Tabela pomiarowa.
Lp. |
czstotliwo rodkowa MHz |
szeroko pasma f [MHz] |
dewiacja [%] |
dobro czwórnika |
1. |
75 |
4.470 |
2 |
16.7785 |
2. |
94 |
6.325 |
2 |
14.8616 |
3 c.) Przykadowe obliczenia.
Szeroko pasma przenoszenia:=czstotliwo górna-czstotliwo dolna
Dewiacja dla czstotliwoci rodkowej wynosi 2%.Natomiast czstotliwoci graniczne odczytujemy z wykresu
f=fg -fd
Dobro czwórnika obliczamy ze wzoru Q=f0/f=14.8616
Wnioski.
Po poczeniu ukadu z pkt-u 1) dokonalimy pomiaru nastpujcych
wielkoci:
a)napicie generator- oscyloskop;umoliwia bezporedni pomiar napi-
cia, co sprowadza si do ustalenia amplitudy mierzonego napicia w cm,
a nastpnie wymnoenia amplitudy przez sta wyraon w V/cm; chcc
zna warto skuteczn napicia trzeba otrzyman wielko podzieli
przez pierwiaswtek z liczby 2 . Mierzc napicie oscyloskopami dwóch
typów stwierdzilimy, e wskazywane przez nie napicia nie s jednako-
we, nie zgadzaj si równie z wartoci wskazywan przez woltomierz.
Moe to by spowodowane tym, e nie zostay dokadnie skalibrowane
wzmacniacze osi Y oscyloskopów. Pewny bd moe równie pochodzi od
dokadnoci odczytu amplitudy z ekranu oscyloskopu.
b)czstotliwo napicia generatora- pomiaru tej wielkoci mona doko-
na mierzc okres sinusoidy napicia w cm, a nastpnie wymnoy przez
sta podstawy czasu i wzi odwrotno tak policzonego okresu.
Porównujc wyniki pomiaru czstotliwoci dokonane za pomoc
trzech oscyloskopów mona zauway, e otrzymane wartoci s zblione
do wartoci nastawionych na generatorze, za bd wzgldny pomiaru nie
przekracza 14%. Niedokadno moe by spowodowana zarówno niedokad-
noci odczytu okresu, jak te niezbyt dokadnym skalibrowaniem
wzmacniacza osi X oscyloskopów. Pomiaru czstotliwoci mona równie
dokona metod porównawcz- krzywych Lissajousa. Pomiar polega na tym,
e do oscyloskopu doprowadza si do wejcia X czstotliwo badan, a
do wejcia Y czstotliwo wzorcow. W wyniku tego na ekranie oscylos-
kopu pojawi si okrelona krzywa zamknita; stosunek czstotliwoci
mierzonej i wzorcowej jest równy stosunkowi liczby przeci prostej
równolegej do osi X z prost równoleg do osi Y.
Po zestawieniu ukadu z pkt-u 2) dokonalimy pomiaru przesunicia fa-
zowego pomidzy dwoma sygnaami (w tym przypadku napicia). Pomiaru
tego mona dokona dwoma sposobami:
a)mona zmierzy przesuncie pomidzy przebiegami (na osi X w cm), a
nastpnie okres. Przesuncie fazowe oblicza si na podstawie wzoru .
b)mona te dokona pomiaru metod krzywych Lissajousa. W tym przypad-
ku pomiar sprowadza si do obserwowania ksztatu krzywej na ekranie
oscyloskopu.
Na podstawie dokonanych oblicze i pomiarów moemy stwierdzi, e
bd, jaki popeniamy mierzc przesuncie fazowe pomidzy dwoma na-
piciami poprzez pomiar odlegoci pomidzy nimi jest duo bardziej
zbliony do wartoci poprawnej, za jak uznajemy wyliczon na podsta-
wie parametrów obwodu cakujcego, natomiast pomiar przesunicia meto-
d krzywych Lissajousa jest mniej dokadny.
Ostatnim dokonanym przez nas pomiarem byo wyznaczenie 3dB pasma
przenoszenia filtrów. Do pomiarów wykorzystalimy wobulator poczony
wedug schematu z pkt-u 3. Pomiaru mona dokona dwoma metodami:
a)trzeba okreli czstotliwo rodkow- jej warto okrelamy prze-
liczajc wysoko maksimum na osi Y z cm na (w naszym przypadku) MHz,
nastpnie naley okreli na tej samej zasadzie wysoko trzydecybelo-
wego spadku czstotliwoci. Otrzymalimy w ten sposób
czstotliwo rodkow
b)drugi sposób (stosowany czciej ze wzgldu na wiksz dokadno)
polega na tym, e mierzy si odlego wzdu osi X trzydecybelowego
spadku czstotliwoci od czstotliwoci rodkowej, a nastpnie post-
pujc analogicznie jak w przykadzie obliczeniowym obliczamy czstot-
liwoci.
Dla filtru pierwszego szeroko pasma przenoszenia wynosi4.470 MHz, a
dla filtru drugiego- 6.3525MHz. Zastosowanie wobulatora byo bardzo ko-
rzystne, poniewa umoliwio uzyskanie ch-ki w interesujcym nas
zakresie czstotliwoci.