Maciej SOLICKI 27. 10. 1999r.

Adam MARKOWSKI

prowadzący: dr Ociepka

ćw. 6. POMIAR CHARAKTERYSTYK AMPLITUDOWYCH CZWÓRNIKÓW ZA POMOCĄ SYSTEMU POMIAROWEGO Z INTERFEJSEM GPIB.

Przebieg ćwiczenia:

Zapoznanie z przyrządami użytymi w ćwiczeniu

Zapoznałem się z parametrami technicznymi i nastawami na płycie czołowej multimetru i generatora funkcyjnego oraz współpracą tych przyrządów z systemem pomiarowym poprzez interfejs GPIB.

Pomiar charakterystyk amplitudowych czwórników

Dokonałem pomiary parametrów czwórnika za pomocą systemu pomiarowego z interfejsem GPIB dla wzmacniacza selektywnego oraz dla filtru o trzech częstotliwościach środkowych f₁, f₂, f₃. Rozpocząłem od orientacyjnych pomiarów częstotliwości środkowych f₀ przy ustalonych parametrach wejściowych : zakres częstotliwości f od częstotliwości początkowej f_p do końcowej f_k , krok Δf, w celu uzyskania w oknie pomiarowym całego widma częstotliwości danego obiektu pomiarowego. Następnie zbadałem wpływ zmiany parametrów wejściowych pomiaru na wartości obliczonych parametrów: wzmocnienie k_u, częstotliwość środkowa f₀, szerokość pasma częstotliwości przy spadku wzmocnienia o 3dB A_f, dobroć Q. Warunki pomiaru dobierałem w taki sposób aby uzyskać jak najlepsze parametry obliczona przez system pomiarowy. Wynik zamieszczony jest w tabelach poniżej.

Budowa systemu LabVIEW

Zapoznałem się ze strukturą, zasadą działania oraz konfiguracją oprogramowania systemu pomiarowego z interfejsem GPIB w środowisku LabVIEW. Po uruchomieniu programu badałem wpływ ustawienia parametrów w programie na jej rzeczywiste wartości na poszczególnych urządzeniach pomiarowych.

Tabele pomiarowe:

	parametry wej.			obliczone parametry
	fp [Hz]	fk [Hz]	Δf [Hz]	ku [V/V]	f0 [Hz]	Af [Hz]	Q
wzmacniacz selektywny	100	5000	300	1,87	1000	300	3,33
o częstotliwości f2	100	5000	100	1,88	1000	200	5
orientacyjne f0=1000 Hz	100	5000	50	5,42	950	50	19
	100	2000	100	1,88	1000	200	5
wzmacniacz selektywny	1000	10000	500	2,43	4000	500	8
o częstotliwości f1	1000	10000	100	2,43	4000	300	13,33
orientacyjne f0=1000 Hz	2000	6000	100	2,43	4000	300	13,33
wzmacniacz selektywny	100	5000	300	0,53	400	300	1,33
o częstotliwości f3	100	1000	50	3,48	500	50	10
orientacyjne f0=400 Hz	100	1500	70	1,55	520	140	3,71
filtr	2000	5000	100	0,98	5000	-3810	-1,31
o częstotliwości f1	2000	10000	500	0,98	5000	2000	2,50
orientacyjne f0=5000 Hz	3000	8000	100	0,95	5000	1600	3,12
filtr	100	5000	500	0,99	1100	500	2,22
o częstotliwości f2	500	3000	100	0,97	1000	300	3,33
orientacyjne f0=1000 Hz	500	1500	50	0,96	1000	300	3,33
filtr	10	1000	100	0,99	510	100	5,10
o częstotliwości f3	300	800	10	0,94	500	150	3,30
orientacyjne f0=500 Hz	400	600	5	0,80	500	115	4,35

Wnioski i spostrzeżenia:

System pomiarowy jest bardzo praktycznym udogodnienie dla operatora przeprowadzającego pomiar. Jego czynności ograniczają się wówczas do odpowiedniego doboru parametrów wejściowych w taki sposób aby jak najdokładniej można było odwzorować dany przebieg czy daną charakterystykę. System pomiarowy w zależności od konfiguracji oprogramowania oblicza wszystkie zadane parametry.

Aby przeprowadzić dokładny pomiar charakterystyk amplitudowych wzmacniaczy selektywnych czy filtrów należy określić zakres analizowanych częstotliwości w taki sposób aby ich częstotliwość środkowa f₀ zawierała się w tym paśmie, a zakres częstotliwości przy spadku wzmocnienia o 3dB A_f nie był większy od zadanego widma częstotliwości. Wówczas pomiar zawiera wszystkie niezbędne parametry do obliczeń. Obliczenia te są tym dokładniejsze im analizowane widmo jest próbkowane częściej, tzn. im zadany krok Δf jest mniejszy. Poniższe wykresy przedstawiają zależność wzmocnienia oraz dobroci układu od ilości pomiarów, przy czym:

Z wykresów tych wynika, że im więcej pomiarów tym wzmocnienie wzmacniacza i jego dobroć przy częstotliwości środkowej jest większa, czyli bardziej dokładna ponieważ wzmacniacz selektywny charakteryzuje się dużym wzmocnieniem przy częstotliwości środkowej.

W tabelach kolorem niebieski zaznaczyłem te pomiary które są jak najbardziej dokładne. Z pozostałych pomiarów wynika ze zawężenie pasma nie wpływa w znaczący sposób na otrzymany wynik pomiaru. Zmniejsza jedynie ilość pojedynczych pomiarów a co za tym idzie czas pomiaru. Z pomiaru dla filtru o f₀=5000 Hz wynika, że w przypadku nie odpowiedniego doboru zakresu częstotliwości (f_k = f₀) obliczone parametry obarczone są dużym błędem.

Optymalne dane wejściowe powinny zatem dążyć do jak najmniejszego pasma analizowanych częstotliwości i jak najmniejszego kroku (czyli dużej ilości pojedynczych pomiarów).

Systemy pomiarowe wyposażone w interfejs pomiarowy są bardzo przydatne do ciągłej kontroli sygnałów. W zależności od konfiguracji oprogramowania operator jest w stanie odczytać bardzo wiele danych związanych z analizowanym sygnałem np.: ciągła rejestracja pomiaru i jej natychmiastowe graficzne przedstawienie (opcja pętli pomiarowej), zależności pomiędzy obliczonymi parametrami (k_u=f(f)), charakterystyki pomiarowe, możliwość tworzenia własnych procedur obliczeniowych. Z tego względu systemy pomiarowe mają szeroki zakres zastosowań. Posiadają ogromne możliwości rozbudowy i tworzenia nowych diagramów z własnymi opcjami pomiarowymi i obliczeniowymi.

---