LABORATORIUM Z TEORII OBWODÓW
Temat: Sygnały elektryczne
Data wykonania ćwiczenia: 14.04.2012 22.04.2012	Ćwiczenie nr 2	Podpis

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest obserwacja i pomiary wartości skutecznych i średnich sygnałów między innymi: sinusoidalnego, sinusoidalnego wyprostowanego półfalowo, sinusoidalnego wyprostowanego całofalowo.

2. Sygnały elektryczne

2.1. Schemat pomiarowy

Rys. 1. Układ pomiarowy

Oznaczenia na rysunku:

G - generator sygnałów,

Wz - wzmacniacz mocy,

D1 - dioda prostownikowa umożliwiająca prostowanie półfalowe sygnału,

D2 - układ Graetza umożliwiający prostowanie całofalowe sygnału,

R - rezystancja obciążenia,

P1 - przycisk załączający kondensator,

P2 - przełącznik rodzaju sygnału,

C - kondensator,

V1 - woltomierz elektromagnetyczny,

V2 - woltomierz magnetoelektryczny,

OS - oscyloskop katodowy.

W celu uruchomienia układu należy:

• połączyć gniazdo wyjściowe badanego sygnału z zaciskami wejściowymi wzmacniacza,

• ustalić częstotliwość pracy generatora w przedziale 20 - 200 Hz,

• przy badaniu sygnału sinusoidalnego ustawić przełącznik zmiany zakresów napięcia wyjściowego generatora w poz. 0,1 V,

• pokrętło regulacji płynnej napięcia wyjściowego generatora ustawić w poz. 0,

• włączyć napięcie zasilające oscyloskop i generator oraz napięcie stałe (9 V) zasilające wzmacniacz mocy,

• pokrętłem płynnej regulacji napięcia wyjściowego generatora ustalić możliwe maksymalną amplitudę sygnału tak, aby obserwowany na oscyloskopie przebieg nie był zniekształcony nasyceniem się wzmacniacza (przekroczenie maksymalnego sygnału wejściowego wzmacniacza).

2.2. Pomiary, obliczenia, tabela wyników

Układ pomiarowy umożliwia obserwację oraz pomiar wartości skutecznych i średnich następujących sygnałów:

1. sygnał sinusoidalny (przełącznik P2 w poz. 1),

2. sygnał sinusoidalny wyprostowany półfalowo (przełącznik P2 w poz. 2),

3. sygnał sinusoidalny wyprostowany całofalowo (przełącznik P2 w poz. 3),

4. sygnał stały (sygnał sinusoidalny wyprostowany całofalowo przycisk P1 wciśnięty),

5. sygnał trójkątowy (przełącznik P2 w poz. 1),

6. sygnał trójkątowy wyprostowany półfalowo (przełącznik P2 w poz. 2),

7. sygnał trójkątowy wyprostowany całofalowo (przełącznik P2 w poz. 3),

8. sygnał prostokątny (przycisk P2 w poz. 1),

9. sygnał prostokątny wyprostowany półfalowo (przycisk P2 w poz. 2).

W ćwiczeniu dla sygnałów mierzymy wartość średnią i skuteczną oraz obliczamy współczynnik kształtu i szczytu. Wyniki porównujemy z wynikami otrzymanymi analitycznie (Umax odczytujemy z oscyloskopu). Wartości pomiarów, wyniki obliczeń wpisujemy do tabeli.

Prostowanie półfalowe polega na przepuszczaniu prądu w tej połowie okresu, w której wartości chwilowe napięcia są np. dodatnie, a nieprzepuszczaniu prądu przy ujemnych wartościach napięcia. Natomiast prostowanie półfalowe realizuje się za pomocą jednej diody. Napięcie na rezystorze R jest w jednej połówce okresu równe napięciu zasilającemu, pomniejszonemu o spadek napięcia na diodzie.

W drugiej połówce okresu dioda działa zaporowo ze względu na ujemną wartość napięcia. Prąd wsteczny w obwodzie diody jest znikomo mały, tak że napięcie na rezystorze jest prawie równe zeru. Do prostowania całofalowego był użyty układ Gretza. Prąd może płynąć tylko w kierunku przewodzenia diod. Przez rezystor płynie prąd w tym samym kierunku. Napięcie wsteczne może osiągnąć najwyżej wartość równą amplitudzie napięcia zasilającego mostek.

Tab. 1. Wyniki obliczeń, wartości

Rodzaj sygnału	Lp	Usk	Uśr	ka	kk	Umax	Usk obl	Uśr obl	ka-obl	kk-obl
				[V]	[V]	---	---	[V]	[V]	[V]	---	---
	1.	2,2	0	1,37	-	3	2,12	1,91	1,42	1,11
	2.	1,45	1,40	2,1	1,03	3,1	1,55	0,98	2	1,58
	3.	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	4.	-	-	-	-	-	-	-	-	-
	5.	1,1	0	1,8	-	2	1,15	1	1,73	1,15
	6.	0,82	0,52	2,68	2,3	2,2	0,98	0,55	2,47	1,62
	7.	1,2	1,2	1,83	1	2,2	1,27	1,1	1,73	1,15
	8.	2,25	2,4	0,98	0,94	2,2	2,2	2,2	1	1
	9.	-	-	-	-	-	-	-	-	-

3

---