Politechnika Lubelska

Katedra Podstaw Metrologii

Laboratorium Metrologii

Sprawozdanie z ćwiczenia nr 26.

Temat: Badanie wzmacniacza pomiarowego.

Wykonano: 13.01.1997

Grupa :

Maciej Bara

Robert Siwiec

Mariusz Wolanin

Grupa ED 5.1

Rok akad. 1996/97

I Cel ćwiczenia.

Celem *wiczenia było poznanie budowy, zasady działania i parametrów wzmacniaczy pomiarowych.

II Spis przyrządów pomiarowych użytych w ćwiczeniu.

1. Multimetr cyfrowy V_C PL-P3-398-E6

1. Multimetr cyfrowy V_C PL-T-4219-E2-M

1. Rezystor dekadowy kl. 0,05 PL-P3-534-E6

1. Rezystor dekadowy kl. 0,05 PL-P3-338-E6

1. Generator pomiarowy dolnoprzepustowy

1. Generator RC type PO - 23 PL-P3-420-E6

III Wykonanie ćwiczenia.

Schemat pomiarowy:

1. Pomiar szerokości pasma pracy.

Tabela pomiarowa U₁=30 mV A=100 V/V

f	Hz	20	30	40	50	60	80	100	150	200	300	350	400	450	500
U2	mV	3,15	3,15	3,15	3,16	3,16	3,16	3,15	3,15	3,14	3,14	3,13	3,13	3,12	3,12
k	dB	40,42	40,42	40,42	40,45	40,45	40,45	40,42	40,42	40,40	40,40	40,37	40,37	40,34	40,34
550	600	700	750	800	850	900	950	1000	1100	1200	1500	2000
3,11	3,1	3,08	3,04	3,04	3	2,93	2,83	2,68	2,2	1,59	0,44	0,07
40,31	40,28	40,23	40,12	40,12	40,00	39,79	39,49	39,02	37,31	34,49	23,33	7,36

Przykładowe obliczenia:

dB zaś z chatakterystyki: f_g = 1122 Hz

2. Pomiar nieliniowości wzmacniacza

Tabela pomiarowa U₁=5 mV f=20Hz

A	V/V	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	20	30	40	50
U2	mV	5	10	15.1	20.2	25.3	30.4	35.5	40.6	45.6	50.7	101.9	153	204	254
δ A	%	0.0	0.0	-0.7	-1.0	-1.2	-1.3	-1.4	-1.5	-1.3	-1.4	-1.9	-2.0	-2.0	-1.6
60	70	80	90	100	200	300	400	500	600	700	800	900	1000
306	358	410	463	513	1028	1543	2030	2540	3050	3550	4060	4570	5070
-2.0	-2.3	-2.5	-2.9	-2.6	-2.8	-2.9	-1.5	-1.6	-1.7	-1.4	-1.5	-1.6	-1.4

Przykładowe obliczenia:

3. Pomiar CMRR.

Tabela pomiarowa

A=100 V_A=50mV

f	U1=UA	U2=UC	kC	U1=UB	U2=Ud	kd	kd/kc	CMRR
Hz	mV	mV	dB	mV	V	dB
20	50	1,6	0,03	50	5,15	1,03E-04	3,22E-03	-49,85
100	50	1,7	0,03	50	5,16	1,03E-04	3,04E-03	-50,36
200	50	1,8	0,04	50	5,15	1,03E-04	2,86E-03	-50,87
300	50	1,7	0,03	50	5,17	1,03E-04	3,04E-03	-50,34
400	50	1,8	0,04	50	5,16	1,03E-04	2,87E-03	-50,85
500	50	1,9	0,04	50	5,13	1,03E-04	2,70E-03	-51,37
600	50	1,9	0,04	50	5,1	1,02E-04	2,68E-03	-51,42
800	50	2,2	0,04	50	4,84	9,68E-05	2,20E-03	-53,15
1000	50	2,4	0,05	50	4,02	8,04E-05	1,68E-03	-55,52
1500	50	1,4	0,03	50	0,7	1,40E-05	5,00E-04	-66,02
2000	50	1,3	0,03	50	0,09	1,80E-06	6,92E-05	-83,19

Przykładowe obliczenia:

k_d = U_d/U_B = 1,8/50 = 0,04

k_c = U_c/U_A = 5,15/0,05 = 1,03E-04

dB

Wykres zależności CMRR=f(f).

4. Pomiar wejściowego napięcia niezrównoważonego.

Tabela pomiarowa U₁=5 mV f=20Hz

A	U2	UR
mV/mV	mV	mV
1	0.1	0.1
10	0.1	0.01
100	0.2	0.002
1000	0.1	0.0001

Przykładowe obliczenia:

mV

III. Wnioski.

Wyniki pomiarów wykonanych w punkcie 1 pozwalają nam stwierdzić, że badany wzmacniacz pomiarowy jest dolnoprzepustowy. Odczytana z wykresu przy wyznaczeniu spadku 3 dB górna częstotliwość dla tego wzmacniacza wynosi f_g=1122 Hz.

W ćwiczeniu nr 2 błędy w zakresie małych częstotliwości są bardzo duże (do 100%). Mogło to być spowodowane faktem pomiaru napiecia na zakresie zbyt dużym, niepozwalającym dokładny pomiar bardzo małych wartości napięcia wyjściowego. Przyjęcie wartości przybliżonej 0V spowodowało automatycznie powstanie tak dużego błędu.

Pomiar współczynnika tłumienia sygnału współbieżnego wykazał dość duże tłumienie sygnału współbieżnego przez wzmacniacz. Dla częstotliwości 20Hz współczynnik ten wynosi CMRR = -49,85dB, wraz ze wzrostem częstotliwości wartość współczynnika maleje i przy końcu pasma przenoszenia wynosi CMRR = -83,19dB.

Wejściowe napięcie niezrównoważenia ma zbliżoną wartość do nastaw dla wartości wzmocnienia od 1 do 1000 różniących się o rząd. Jest przy tym bardzo małe, czym powinien się charakteryzować dobry wznacniacz pomiarowy.

Wartość pomierzonej składowej stałej napięcia dla generatora zależy od zakresu nastawionego napięcia na generatorze i wynosi dla zakresu 100mV : U_=1mV, natomiast wartość składowej stałej napięcia wyjściowego wzmacniacza pomiarowego nie zależy od nastawionej częstotliwości, lecz od wzmocnienia wzmacniacza pomiarowego A.

G

V_C

V_C

R

W.P.

-

+

R₂

---