ÿþW y d z i a B F i z y k i T e c h n i c z n e j i M o d e l o w a n i a K o m p u t e r o w e g o
P o l i t e c h n i k i K r a k o w s k i e j
L A B O R A T O R I U M E L E K T R O N I K I
w i c z e n i e 6
P O M I A R Y
C H A R A K T E R Y S T Y K W Z M A C N I A C Z A O P E R A C Y J N E G O
P O J C I A I M O D E L E p o t r z e b n e d o z r o z u m i e n i a d z i a Ba n i a s c a l o n e g o w z m a c n i a c z a
o p e r a c y j n e g o :
1 . I d e a l n e i r z e c z y w i s t e zr ó d Bo n a p i c i a
2 . Z a l e |n e zr ó d Bo n a p i c i a
3 . O p ó r w e j [c i o w y u k Ba d u , o p ó r w y j [c i o w y u k Ba d u
4 . I d e a l n y w z m a c n i a c z o p e r a c y j n y
5 . P r a c a w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o w u k Ba d z i e o d w r a c a j c y m i
n i e o d w r a c a j c y m f a z s y g n a Bu w e j [c i o w e g o
6 . P a s m o p r z e n o s z e n i a u k Ba d u e l e k t r o n i c z n e g o
7 . W z m o c n i e n i e n a p i c i o w e
8 . S p r z |e n i e z w r o t n e
L i t e r a t u r a
1 . N . L u r c h P o d s t a w y t e c h n i k i e l e k t r o n i c z n e j P W N 1 9 7 4
2 . P . G . G r a y , C . L . S a l r e P o d s t a w y e l e k t r o n i k i P W N 1 9 7 4
3 . M . N a d a c h o w s k i , Z . K u l k a A n a l o g o w e u k Ba d y s c a l o n e W K i A 1 9 9 0
4 . G l o d e W . U k Ba d y e l e k t r o n i c z n e W N T 1 9 7 0
5 . B a r n a A . W z m a c n i a c z e o p e r a c y j n e W N T 1 9 7 4
W Z M A C N I A C Z O P E R A C Y J N Y
1 . W p r o w a d z e n i e
W z m a c n i a c z e o p e r a c y j n e ( w o ) k o n s t r u o w a n o i s t o s o w a n o p i e r w o t n i e
c e l e m w y k o n y w a n i a o p e r a c j i m a t e m a t y c z n y c h ( d o d a w a n i e , o d e j m o w a n i e ,
c a Bk o w a n i e , r ó |n i c z k o w a n i e ) . Z Bo |o n e z e l e m e n t ó w d y s k r e t n y c h R , L , C
( b i e r n y c h ) o r a z c z y n n y c h ( d i o d y , t r a n z y s t o r y , p i e r w o t n i e l a m p y
e l e k t r o n o w e ) w o p o s i a d a By s t r u k t u r y o s t o p n i u z Bo |o n o [c i z a l e |n y m o d
p r z e z n a c z e n i a i w a r u n k ó w , w k t ó r y c h m i a By p r a c o w a .
O b e c n i e w o p r o d u k o w a n e s w p o s t a c i o b w o d ó w s c a l o n y c h l i n i o w y c h . S
t a n i e i p r a c u j n a o g ó B p r z y n a p i c i a c h z a s i l a n i a n i e p r z e k r a c z a j c y c h ± 1 5 V .
2 . S y m b o l i d o p r o w a d z e n i a / w y p r o w a d z e n i a w o
N a r y s u n k u 1 a p r z e d s t a w i o n o s y m b o l i o z n a c z e n i a d o p r o w a d z e D
s y g n a Bó w d o w o , a n a r y s u n k u 1 b p o k a z a n o d o d a t k o w o d o p r o w a d z e n i a
n a p i z a s i l a j c y c h e l e m e n t y s t r u k t u r y w e w n t r z n e j w o .
+ V
a ) b )
( 1 )
( 3 )
W E J ZC I E
W Y J ZC I E
( 2 )
W e j [c i a : ( 1 ) o d w r a c a j c e
- V
( 2 ) n i e o d w r a c a j c e
N a p i c i a z a s i l a n i a : + V , - V
R y s . 1 . a ) s y m b o l w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o , o z n a c z e n i a d o p r o w a d z e D
.
b ) d o p r o w a d z e n i a n a p i z a s i l a j c y c h
2
S t r u k t u r a z a w a r t a w e w n t r z s c a l o n e g o w o o k r e [l o n a p r z e z p r o d u c e n t a
m o |e r e a l i z o w a r ó |n e z a d a n i a . O k r e [l a n e s o n e p r z e z k o n s t r u k t o r a u k Ba d u ,
a d z i a Ba n i e w o m o |e b y m o d y f i k o w a n e p o p r z e z d o Bc z a n i e d o d o p r o w a d z e D
( 1 ) , ( 2 ) , ( 3 ) r ó |n y c h e l e m e n t ó w b i e r n y c h R , L , C l u b b a r d z i e j z Bo |o n y c h
u k Ba d ó w . N a n i e k t ó r y c h s c h e m a t a c h u k Ba d ó w e l e k t r o n i c z n y c h
d o p r o w a d z e n i a n a p i z a s i l a j c y c h s p o m i j a n e d l a u p r o s z c z e n i a . N a l e |y
j e d n a k p a m i t a , |e m u s z b y p o d Bc z o n e , a b y u k Ba d w o m ó g B d z i a Ba .
W s p ó Bc z e s n e w o p r o d u k o w a n e s g Bó w n i e j a k o w z m a c n i a c z e o s p r z |e n i a c h
b e z p o [r e d n i c h . O z n a c z a t o , |e s y g n a By p r d o w e l u b n a p i c i o w e
d o p r o w a d z a n e s n a w e ( 1 ) i ( 2 ) o r a z ( 3 ) b e z p o [r e d n i c t w a p o j e m n o [c i
s p r z g a j c y c h . W z m a c n i a c z e p r z e z n a c z o n e s g Bó w n i e d o p r a c y z
z e w n t r z n y m o b w o d e m s p r z |e n i a z w r o t n e g o , d o d a t n i e g o ( g e n e r a t o r y ) l u b
u j e m n e g o ( w z m a c n i a c z e o p e r a c y j n e , s t a b i l i z a t o r y p r d u i i n n e ) .
3 . I d e a l n y w z m a c n i a c z o p e r a c y j n y ( i w o )
A b y Ba t w i e j z r o z u m i e d z i a Ba n i e i w Ba [c i w o [c i w o m o |n a p o s Bu |y s i
p o j c i e m i w o W c e l u o k r e [l e n i a c e c h i w o r o z w a |y m y p r o s t y s c h e m a t
z a s t p c z y w o p r z e d s t a w i o n y n a r y s . 2 .
S p r z |e n i e w e w n t r z n e ( o k r e [l a A U )
R w y
U r
R w e r
i R o
A U U r
U w e ( 1 )
i w e
U w y ( 3 ) R o
U w e ( 2 )
U r = U w e ( 2 ) U w e ( 1 ) U w y ( 3 ) = A U U r - R w y i R o = R o i R o
R w e r o p ó r w e j [c i o w y R o o p ó r o b c i |e n i a
r ó |n i c o w y A U w z m o c n i e n i e n a p i c i o w e
R y s . 2 . P r o s t y s c h e m a t z a s t p c z y w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o p r a c u j c e g o
r ó |n i c o w o s y g n a By w e j [c i o w e s o d e j m o w a n e .
3
O b w ó d
w y j
[
c i o w y
O b w ó d w e j
[
c i o w y
N a r y s . 2 p r z e d s t a w i o n o o p i s t y l k o n a p i p o d a n y c h n a w e j [c i a w o : U w e ( 1 ) ,
U w e ( 2 ) ; o p ó r w e j [c i o w y r ó |n i c o w y R w e r ; o p ó r w y j [c i o w y R w y ; n a p i c i e n a
w y j [c i u ( 3 ) w o U w y 3 . O p o r n i k R 0 s y m b o l i z u j e z a s t p c z o o b w ó d o b c i |a j c y
w y j [c i e w o .
N a p i c i e U r = U w e ( 1 ) U w e ( 2 ) o k r e [l a s i j a k o n a p i c i e r ó |n i c o w e ; o b w ó d
w y j [c i o w y w o r e p r e z e n t o w a n y j e s t p r z e z z a l e |n e zr ó d Bo n a p i c i a o w a r t o [c i
U r . P o Bc z o n y z t y m zr ó d Be m o p ó r w y j [c i o w y R w y o r a z z a m y k a j c y o b w ó d
w y j [c i o w y o p ó r o b c i |e n i a R 0 .
W r e a l i z a c j i s p r z |e n i a n a p i c i a zr ó d Ba z a l e |n e g o z U r p o [r e d n i c z y
s t r u k t u r a w e w n t r z n a w o n i e p o k a z a n a n a r y s . 2 . J e j d z i a Ba n i e o k r e [l a w a r t o [
w z m o c n i e n i a n a p i c i o w e g o A u . N a p i c i e w y j [c i o w e U w y ( 3 ) b d z i e m n i e j s z e
o d A u U r o s p a d e k p o t e n c j a Bu n a o p o r z e R w y . G d y R w y j e s t b a r d z o m a Be i
m o |n a j e g o w p By w p o m i n , t z n . g d y R w y ~ 0 ( z w a r c i e ) , n a p i c i e U w y ( 3 ) ~
A u U r . O z n a c z a t o , |e zr ó d Bo z a l e |n e ( A u U r ) s y m b o l i z u j c e w y j [c i e w o j e s t
zr ó d Be m i d e a l n y m i m o |n a z n i e g o c z e r p a p r d i r 0 b a r d z o d u |y b e z
o b n i |e n i a w a r t o [c i U w y ( 3 ) . J e s t t o p i e r w s z a c e c h a w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o
i d e a l n e g o .
O b w ó d w e j [c i o w y w o p r z e d s t a w i o n o j a k o d w a zr ó d Ba i d e a l n e n a p i
U w e ( 1 ) i U w e ( 2 ) , p o d a w a n y c h n a w e j [c i a w o o d w r a c a j c e ( 1 ) o r a z
n i e o d w r a c a j c e ( 2 ) . O b w ó d w e j [c i o w y z a m y k a o p ó r w e j [c i o w y r ó |n i c o w y
w o o z n a c z o n y j a k o R w e r . G d y w a r t o [ R w e r j e s t b a r d z o d u |a ( ~ p r z e r w a ) , t o
p r d p By n c y p r z e z R w e r p o d w p By w e m r ó |n i c y n a p i U r j e s t b a r d z o m a By i w e
’! 0 , a r ó |n i c a n a p i p o m i d z y w e j [c i e m ( 1 ) i ( 2 ) z n i k a i m o |n a p r z y j , |e
R w e r ’! " i w e j [c i e w o p r a c u j e b e z p r d o w o ( i w e H" 0 ) . J e s t t o d r u g a c e c h a w o
i d e a l n e g o p r a c u j c e g o r ó |n i c o w o .
M o |e m y t e r a z p r z e d s t a w i m o d e l i d e a l n e g o w o i o k r e [l i j e g o c e c h y .
P r z e d s t a w i o n o t o n a r y s . 3 .
4
I w e H" 0
U w y
U w e
A U U
U w e e
A U w
R y s . 3 . M o d e l i d e a l n e g o w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o .
N i e s k o Dc z e n i e w i e l k a w a r t o [ o p o r u R w e r p o w o d u j e , |e i w o n i e p o b i e r a
p r d u ( I w e ~ 0 ) . T y m s a m y m n i e o b c i |a zr ó d e B s y g n a Bu / ó w w e j [c i o w y c h .
J e |e l i n a z a c i s k ( 1 ) p o d a m y j a k i e [ n a p i c i e , t o n a z a c i s k u ( 2 ) p o j a w i s i t a k i e
s a m o n a p i c i e . Z e s t a w i m y t e r a z w s z y s t k i e i s t o t n e c e c h y i w o :
- n i e s k o Dc z e n i e d u |y o p ó r w e j [c i o w y ( p o m i d z y ( 1 ) i ( 2 ) , j a k i
p o m i d z y ( 1 ) i z i e m i o r a z p o m i d z y ( 2 ) i z i e m i
- p r d w e j [c i o w y z e r o w y
- o p ó r w y j [c i o w y r ó w n y z e r o
- n i e s k o Dc z e n i e d u |y d o p u s z c z a l n y p r d w y j [c i o w y
- n a p i c i e w y j [c i o w e r ó w n e 0 p r z y r ó w n y c h n a p i c i a c h n a z a c i s k a c h
( 1 ) i ( 2 )
- c e c h y i w o z a c h o w a n e s w b a r d z o s z e r o k i m p r z e d z i a l e
c z s t o t l i w o [c i s y g n a Bó w n a p i c i o w y c h i p r d o w y c h
- w z m o c n i e n i e n a p i c i o w e A u j e s t b a r d z o d u |e .
P o w y |s z e c e c h y n i e m o g b y c a Bk o w i c i e z r e a l i z o w a n e w p r a k t y c e l e c z
s t a n o w i z b i ó r c e c h g r a n i c z n y c h z t e o r e t y c z n e g o p u n k t u w i d z e n i a . U Ba t w i a j
o n e j e d n a k a n a l i z d z i a Ba n i a r ó |n y c h u k Ba d ó w , w k t ó r y c h p r a c u j w o .
P r z y k Ba d y p r z e d s t a w i o n o p o n i |e j .
5
w e
R
E"
"
4 . W y b r a n e u k Ba d y p r a c y w o i i c h s c h e m a t y z a s t p c z e
W o m o g p r a c o w a w b a r d z o w i e l u r ó |n y c h u k Ba d a c h . N a j c z [c i e j
j e d n a k p r a c u j w u k Ba d a c h z z e w n t r z n y m u j e m n y m s p r z |e n i e m z w r o t n y m .
P o l e g a t o n a w y d z i e l e n i u c z [c i s y g n a Bu w y j [c i o w e g o i s k i e r o w a n i u g o
z w r o t n i e n a w e j [c i e o d w r a c a j c e . S p r z |e n i e z w r o t n e u m o |l i w i a w p By w a n i e
n a p r a c c a Be g o u k Ba d u z a w i e r a j c e g o w o P o z w a l a n p . n a z m n i e j s z e n i e
n i e l i n i o w o [c i c h a r a k t e r y s t y k , p o s z e r z e n i e p a s m a p r z e n o s z e n i a i r e g u l a c j
w z m o c n i e n i a . P o n i |e j p r z e d s t a w i a m y n a j p r o s t s z e m o d e l e p r a c y w o w
u k Ba d a c h : w z m a c n i a c z a o d w r a c a j c e g o , n i e o d w r a c a j c e g o , o r a z w t ó r n i k a
n a p i c i o w e g o . O p i s d z i a Ba n i a i n n y c h t y p ó w u k Ba d ó w j a k n p . w z m a c n i a c z
s u m u j c y , c a Bk u j c y ( i n t e g r a t o r ) , r ó |n i c z k u j c y o r a z i n n e m o |n a o d n a l e z w
l i t e r a t u r z e .
4 . 1 . W z m a c n i a c z o d w r a c a j c y ( i n v e r t e r )
S c h e m a t w z m a c n i a c z a o d w r a c a j c e g o p r z e d s t a w i o n o n a r y s . 4 .
a ) b )
Z
i 2 R 2
i 1
i 1 R 1
U r E" 0
R 1 ( R 2 / R 1 ) U w e
U w y
U w e U w e
U w y
R 3
Z p u n k t m a s y p o z o r n e j
R y s . 4 . a ) w z m a c n i a c z o d w r a c a j c y b ) o b w ó d z a s t p c z y w z m . o d w r a c a j c e g o
s t a n o w i s t e r o w n e n a p i c i e m U w e z a l e |n e zr ó d Bo n a p i c i o w e .
6
O b w ó d z a s t p c z y w z m a c n i a c z a o d w r a c a j c e g o s t a n o w i s t e r o w a n e
n a p i c i e m U w e z a l e |n e zr ó d Bo n a p i c i o w e .
W z e B Z s t a n o w i p u n k t t z w . m a s y p o z o r n e j p o t e n c j a B w t y m p u n k c i e j e s t
b l i s k i p o t e n c j a Bo w i m a s y , g d y | o d Z p r z e z ( - ) d o ( + ) i d a l e j p r z e z R 3 d o m a s y
p By n i e p o m i j a l n i e m a By p r d . D z i e j e s i t a k z p o w o d u b a r d z o d u |e g o o p o r u
p o m i d z y ( - ) a ( + ) , ( R w e r ~ ") . W w zl e Z p r d d o ( - ) p r a w i e n i e w p By w a ,
w i c b i l a n s p r d ó w m o |n a z a p i s a j a k o i 1 = i 2 . K o r z y s t a j c z p r a w a O h m a
m a m y :
U
U
w y
w e
i 1 = ; i 2 = -
R 1 R 2
U
U
w y
w e
c z y l i = -
R 1 R 2
W z m o c n i e n i e n a p i c i o w e u k Ba d u o k r e [l a m y j a k o :
U R 1 ëø öø
R 2
w e
ìø
= A U = - ; U = - ÷ø
Å"U ( 1 )
R 1 R 2 w y ìø R 1 ÷ø w e
íø øø
R e z y s t a n c j a w e j [c i o w a w z m a c n i a c z a o d w r a c a j c e g o w y n o s i R 1 , c o j e s t
w i d o c z n e n a r y s u n k u 4 b ) . W a r t o [ R 3 n i e w p By w a n a r e z y s t a n c j w e j [c i o w ,
g d y | p r z e z R 3 p r z e p By w a z n i k o m o m a By p r d . J e |e l i z a s t o s o w a w u k Ba d z i e
R 1 = R 2 , t o o t r z y m a m y i n v e r t e r o w z m o c n i e n i u 1 . A b y A U b y Bo d u |e , n a l e |y
s t o s o w a b a r d z o d u |e o p o r y ( R 2 > R 1 ) , c o p r z y w y m o g u d u |e g o R 1
( r e z y s t a n c j a w e j [c i o w a ) w y m a g a j e s z c z e w i k s z y c h R 2 . T a k d u |e o p o r y w
u k Ba d z i e w p o Bc z e n i u z p o j e m n o [c i a m i m o n t a |o w y m i ( p a s o |y t n i c z y m i )
m o g o g r a n i c z a p r z e n o s z e n i e s y g n a Bó w o d u |y c h c z s t o t l i w o [c i a c h .
7
4 . 2 . W z m a c n i a c z n i e o d w r a c a j c y
S c h e m a t w z m a c n i a c z a n i e o d w r a c a j c e g o p r z e d s t a w i a r y s . 5 a . S y g n a B
w e j [c i o w y U w e j e s t d o p r o w a d z a n y d o w e j [c i a n i e o d w r a c a j c e g o ( + ) . C z [
s y g n a Bu U w y z a p o [r e d n i c t w e m d z i e l n i k a R 2 - R 1 p o d a n a j e s t z w r o t n i e n a
w e j [c i e o d w r a c a j c e ( u j e m n e s p r z |e n i e z w r o t n e ) .
a )
b )
U r H" 0
A U U w e
U w e U w y
U w e
i 2
i 1 R 2 U w y
R 1
R y s . 5 . a ) w z m a c n i a c z n i e o d w r a c a j c y b ) j e g o s c h e m a t z a s t p c z y
t o s t e r o w a n e n a p i c i e m z a l e |n e zr ó d Bo n a p i c i a
P o d o b n i e j a k p o p r z e d n i o U r H" 0 , c o o z n a c z a , |e p o m i d z y w z Be m a m a s
p a n u j e n a p i c i e r ó w n e U w e . B i l a n s p r d ó w w w zl e q w y n o s i i 1 = i 2 o r a z
U - U
U
w y w e
w e
= ( 2 )
R 1 R 2
c o p o p r z e k s z t a Bc e n i u ( 2 ) d a j e
U
R 2
w y
A U = = 1 + l u b U = A U Å"U ( 3 )
w y w e
U R 1
w e
W z m o c n i e n i e n a p i c i o w e w t y m u k Ba d z i e z a l e |y t y l k o o d i l o r a z u R 2 / R 1 i z a w s z e
j e s t r ó w n e l u b w i k s z e o d 1 . W p o r ó w n a n i u z u k Ba d e m n i e o d w r a c a j c e g o
w z m a c n i a c z a g Bó w n a r ó |n i c a d o t y c z y w a r t o [c i n a r e z y s t a n c j i w e j [c i o w e j : j a k
w i d a n a r y s . 5 b , d l a i d e a l n e g o w z m a c n i a c z a n i e o d w r a c a l n e g o j e s t o n a o g r o m n a
( p r z e r w a ) .
8
4 . 3 . W t ó r n i k n a p i c i o w y
J e |e l i w e w z m a c n i a c z u n i e o d w r a c a j c y m z a s t o s u j e m y c a Bk o w i t e u j e m n e
s p r z |e n i e z w r o t n e , c z y l i n a w e j [c i e o d w r a c a j c e g o w o p o d a m y c a Be ( a n i e
p o d z i e l o n a n a R 2 R 1 ) n a p i c i e U w y , t o o t r z y m a m y u k Ba d z w a n y w t ó r n i k i e m
n a p i c i o w y m . G d y w f o r m u l e ( 3 ) ( o r a z w u k Ba d z i e ) u |y j e m y R 1 H" " ( b a r d z o
d u |y o p ó r ) l u b R 2 H" 0 ( z w a r c i e ) , t o w z m o c n i e n i e n a p i c i o w e A U = 1 . U k Ba d
t a k i b d z i e p o s i a d a B b a r d z o d u | r e z y s t a n c j w e j [c i o w i m a B r e z y s t a n c j
w y j [c i o w . J e s t t o u k Ba d z n a k o m i c i e m o g c y p o [r e d n i c z y w p r z e n o s z e n i u
s y g n a Bó w z w y s o k o - o p o r o w e g o zr ó d Ba d o n i s k o o p o r o w e g o o b c i |e n i a .
D l a t e g o n a z y w a m y g o w z m a c n i a c z e m b u f o r o w y m l u b i z o l u j c y m . J e g o
s c h e m a t p o k a z a n o n a r y s . 6 a .
a ) b )
U w e
U w e
U w e
U w e
U w y H"U w e
R
R w e H"p r z e r w a
R b a r d z o m a Be ,
i
R y s . 6 . a ) W t ó r n i k n a p i c i o w y , b ) j e g o s c h e m a t z a s t p c z y
U k Ba d t e n p r z e n o s i n a p i c i e l e c z i z o l u j e p r d o w o i s t d j e g o n a z w a . W
p r a k t y c e w a r t o [ R d o b i e r a s i z b l i |o n d o r e z y s t a n c j i w e w n t r z n e j zr ó d Ba
p o d a j c e g o U w e .
P r o g r a m w i c z e n i a
1 . P o m i a r w z m o c n i e n i a n a p i c i o w e g o w o z o t w a r t p t l
2 . P o m i a r r e z y s t a n c j i w y j [c i o w e j w o
3 . P o m i a r r e z y s t a n c j i w e j [c i o w e j d l a s y g n a Bu r ó |n i c o w e g o
9
4 . P o m i a r c h a r a k t e r y s t y k w o w u k Ba d z i e o d w r a c a j c y m f a z s y g n a Bu
w e j [c i o w e g o
5 . P o m i a r c h a r a k t e r y s t y k w o n i e o d w r a c a j c e g o
5 . 1 . P o m i a r w z m o c n i e n i a n a p i c i o w e g o w o z o t w a r t p t l s p r z |e n i a
z w r o t n e g o
1 . Z m o n t o w a u k Ba d p o m i a r o w y w e d Bu g s c h e m a t u p r z e d s t a w i o n e g o n a r y s . 7
n i e p o d Bc z a j c n i c z e g o d o s i e c i 2 3 0 V / 5 0 H z .
K a n a B 1 o s c y l o s k o p u
( l u b w e m u l t i m e t r u 1 )
S I E
R 1 U 1 R 1
G e n e r a t o r
w 1
f u n k c j i
U g
R 3
U g = A s i n 2 Àf t
U r
R 2
U w y
R 1 = 5 0 k &!
R 2 = 1 k &!
R 3 = 1 0 0 k &!
- 1 5 V + 1 5 V
P By t a
m o n t a |o w a
- V 0 + V
S I E
Z a s i l a c z w o
R y s . 7 . S c h e m a t p o Bc z e D u k Ba d u d o p o m i a r u w z m o c n i e n i a w o z o t w a r t
p t l s p r z |e n i a z w r o t n e g o .
O p i s d z i a Ba n i a u k Ba d u :
N a p i c i e w e j [c i o w e o u s t a l o n e j c z s t o t l i w o [c i f i a m p l i t u d z i e n p . ( 1 ÷ 2 ) V
p o d a w a n e j e s t z a p o [r e d n i c t w e m d z i e l n i k a o p o r o w e g o R 1 ; R 3 ; R 2 n a w e j [c i e ( - )
w o . W e j [c i e ( + ) w o j e s t p o Bc z o n e z m a s u k Ba d u . M a Be n a p i c i e U r z b i e r a n e z
1 0
K a n a
B
2 o s c y l o s k o p u
( l u b
w e m u l t i m e t r u 2 )
m a Be g o o p o r u R 2 w y s t e r o w u j e w e j [c i e ( - ) b a d a n e g o w o Z n a j c d o k Ba d n e
w a r t o [c i o p o r n i k ó w R 3 i R 2 n i e m u s i m y m i e r z y m a Be g o n a p i c i a U r . W y s t a r c z y
z m i e r z y w i k s z e n a p i c i e p o m i d z y m a s u k Ba d u a w z Be m w 1 . J e s t t o n a p i c i e
U 1 , k t ó r e m o |n a z m i e r z y o s c y l o s k o p e m ( l u b m u l t i m e t r e m A C ) .
C a By u k Ba d w o p r a c u j e t a k , j a k u k Ba d z o t w a r t p t l s p r z |e n i a , p o n i e w a |
j e d y n i e p o m i j a l n a c z [ n a p i c i a w y j [c i o w e g o ( ~ 0 , 6 % U w y ) p r z e d o s t a j e s i
z w r o t n i e n a w e w o d z i k i d u |e j w a r t o [c i R 3 i m a Be j R 2 .
M e t o d a p o m i a r u w z m o c n i e n i a n a p i c i o w e g o A U :
M i e r z c o s c y l o s k o p e m ( l u b m u l t i m e t r e m ) n a p i c i e U 1 m o |n a o b l i c z y n a p i c i e
U r ( d z i e l n i k n a p i R 3 R 4 ) z f o r m u By :
ëø öø
R 2 R 1 1
ìø ÷ø
U = U 1 ìø = U 1 = U 1 ( 4 )
r
R 2 + R 3 ÷ø R 1 + 1 0 0 R 1 1 0 1
íø øø
W z m o c n i e n i e n a p i c i o w e b a d a n e g o w o ( d l a o t w a r t e j p t l i ) A U o w y z n a c z a m y
m i e r z c n a p i c i e n a w y j [c i u w o , U w y o s c y l o s k o p e m ( l u b m u l t i m e t r e m ) i
o b l i c z a j c z f o r m u By :
U U
w y w y
A U o = = - ( 1 0 1 ) ( 5 )
U r U 1
C z s t o t l i w o [ p r a c y g e n e r a t o r a u s t a l i w e d Bu g w s k a z ó w e k p r o w a d z c e g o
w i c z e n i e .
Z a d a n i a d o w y k o n a n i a :
2 . P o s p r a w d z e n i u p r z e z p r o w a d z c e g o p o p r a w n o [c i p o Bc z e D u k Ba d u
p o m i a r o w e g o , w o b e c n o [c i p r o w a d z c e g o s k r c i d o z e r a p o k r t Bo
r e g u l a c j i a m p l i t u d y g e n e r a t o r a o r a z p o k r t Bo n a p i c i a z a s i l a c z a w o
3 . W Bc z y d o s i e c i o s c y l o s k o p , g e n e r a t o r s y g n a Bu o r a z z a s i l a c z w o
4 . Z w i k s z y n a p i c i a z a s i l a n i a w o s t o p n i o w o o d ~ 0 d o w a r t o [c i ± 1 5 V .
5 . Z w i k s z a j c s t o p n i o w o a m p l i t u d s y g n a Bu g e n e r a t o r a u s t a l i j e j w a r t o [
t a k , a b y n i e p r z e s t e r o w a w o i a b y w a r t o [ U w y n i e p r z e k r o c z y Ba ~ 1 0 V p - p
( o b s e r w o w a n a n a k a n a l e 2 o s c y l o s k o p u ) .
1 1
6 . P o m i a r y n a p i o s c y l o s k o p e m n a o b u k a n a Ba c h p r z e p r o w a d z a p r z y
p o k r t Ba c h w z m o c n i e D u s t a w i o n y c h w p o z y c j a c h k a l i b r o w a n y c h .
7 . Z m i e r z y n a p i c i e U 1 d l a m i n i m u m t r z e c h w a r t o [c i U g , m i e r z c
j e d n o c z e [n i e o d p o w i a d a j c e i m w a r t o [c i U w y .
8 . O b l i c z y w a r t o [c i A U 0 d l a w s z y s t k i c h z m i e r z o n y c h p a r w a r t o [c i ( U 1 , U w y )
u |y w a j c w z o r u ( 5 ) .
9 . O p c j a d o d e c y z j i p r o w a d z c e g o :
9 . 1 . P o c z y n a j c o d n a j m n i e j s z y c h m i e r z a l n y c h w a r t o [c i U w y , z w i k s z a j c
s t o p n i o w o U q z m i e r z y z a l e |n o [ A u o o d U r i o s z a c o w a l i n i o w o [ t e j
z a l e |n o [c i p r z y u s t a l o n y m n a p i c i u z a s i l a n i a w o ± 1 5 V ( l u b m n i e j s z y m ) .
D o s p o r z d z e n i a z a l e |n o [c i A u o o d U r t r z e b a w y k o n a m i n i m u m 8
p o m i a r ó w .
9 . 2 . D o p o m i a r u s t a Bo p r d o w e g o u |y z a s i l a c z a d c z a m i a s t g e n e r a t o r a o r a z 2
m u l t i m e t r ó w z a m i a s t o s c y l o s k o p u d o p o m i a r u U 1 i U w y . Z b a d a
z a l e |n o [ A u o o d w a r t o [c i U r w t y c h w a r u n k a c h p r z y u s t a l o n y m n a p i c i u
z a s i l a n i a w o r ó w n y m ± 1 5 V ( l u b m n i e j s z y m ) .
N i e d e m o n t o w a u k Ba d u p o m i a r o w e g o ( r y s . 7 ) .
1 0 . S p o r z d z i w y k r e s y z m i e r z o n y c h z a l e |n o [c i , o p i s a j e i s f o r m u Bo w a n a
p i [m i e s p o s t r z e |e n i a i w n i o s k i u j t e i l o [c i o w o .
5 . 2 . P o m i a r r e z y s t a n c j i w y j [c i o w e j w o
D o p o m i a r u u |y j e m y u k Ba d u z m o n t o w a n e g o u p r z e d n i o z z a c h o w a n i e m
t a k i c h s a m y c h [r o d k ó w o s t r o |n o [c i .
M e t o d a p o m i a r u r e z y s t a n c j i w y j [c i o w e j w o :
D l a u s t a l o n e g o n a p i c i a z a s i l a n i a w o ± 1 5 V ( l u b m n i e j s z e g o ) z m i e n i a j c U g
z m i e r z y n a j p i e r w w a r t o [c i U w y d l a t r z e c h w a r t o [c i U 1 . S c h e m a t z a s t p c z y
o b w o d u w y j [c i o w e g o b a d a n e g o w o j e s t n a s t p u j c y :
1 2
a )
b )
R w y
R w i c
U w y 1
U w y 1
U w y 1 U R w
U w y 2 R L
U w y 1
d
R y s . 8 . a ) s c h e m a t z a s t p c z y o b w o d u w y j [c i o w e g o n i e o b c i |o n e g o w o
b ) s c h e m a t z a s t p c z y o b w o d u w y j [c i o w e g o o b c i |o n e g o z n a n y m o p o r e m R L
M i e r z y m y n a p i c i e U w y 1 p a n u j c e n a n i e o b c i |o n y m w y j [c i u b a d a n e g o w o
O s c y l o s k o p ( l u b m u l t i m e t r ) o o p o r z e w e j [c i o w y m r z d u 1 M &! p r a k t y c z n i e n i e
o b c i |a zr ó d Ba n a p i c i a w y j [c i o w e g o U w y 1 . N o t u j e m y z m i e r z o n w a r t o [ U w y 1 .
S k o Dc z o n a w a r t o [ o p o r u w y j [c i o w e g o R w y w o p r z y b e z p r d o w y m p o m i a r z e
n i e w p By w a n a p r a w i d Bo w o [ p o m i a r u U w y 1 . N i e z m i e n i a j c w a r u n k ó w z a s i l a n i a
o r a z s y g n a Bu g e n e r a t o r a p o d Bc z a m y d o z a c i s k ó w c d ( w y j [c i e w o ) z n a n y o p ó r
o b c i |e n i a R L , ( r y s . 7 b ) . M i e r z y m y n a p i c i e n a R L , c z y l i U w y 2 .
Z a p i s u j c w o c z k u O W ( r y s . 7 . b ) m o |e m y o t r z y m a r ó w n a n i a :
U
w y 2
U = U + U = i R w y + U ; i = ( 6 )
w y 1 R w y w y 2 w y 2
R L
o r a z
ëø U öø
R w y = R L ìø w y 1 - 1 ÷ø ( 7 )
ìøU w y 2 ÷ø
íø øø
T a k w i c , p o d s t a w i a j c d o ( 7 ) z n a n e w a r t o [c i R L i z m i e r z o n e w a r t o [c i U w y 1
o r a z U w y 2 m o |e m y o b l i c z y s z u k a n w a r t o [ R w y d l a b a d a n e g o w o .
5 . 3 . P o m i a r r e z y s t a n c j i w e j [c i o w e j w o d l a s y g n a Bu r ó |n i c o w e g o
1 . Z m o n t o w a u k Ba d p o m i a r o w y w e d Bu g s c h e m a t u p r z e d s t a w i o n e g o n a r y s . 9
n i e p o d Bc z a j c n i c z e g o d o s i e c i 2 3 0 V / 5 0 H z .
1 3
O s c y l o s k o p l u b m u l t i m e t r
S I E
R 1 R 1
a
G e n e r a t o r
R 2
f u n k c j i
U g
C
P 2
b
U g = A s i n 2 Àf t
c
P 1
R w e r o s c y l o s k o p
U R 3 R 3
U w y = U w y 1 , U w y 2
R 1 =
R 2 =
R 3 =
d
- 1 5 V + 1 5 V
R
P By t a
m o n t a |o w a
- V 0 + V
S I E
Z a s i l a c z w o
R y s . 9 . S c h e m a t p o Bc z e D u k Ba d u d o p o m i a r u r e z y s t a n c j i w e j [c i o w e j
R w e r w o d l a s y g n a Bu r ó |n i c o w e g o .
O p i s d z i a Ba n i a u k Ba d u i m e t o d a p o m i a r u : G d y o p o r y R z w a r t e s
p r z e Bc z n i k a m i P 1 i P 2 , n a w e j [c i e r ó |n i c o w e w o ( t z n . p o m i d z y ( - ) i ( + ) ,
c z y l i n a o p o r n o [ w e j [c i o w r ó |n i c o w R w e r ) p o d a w a n e j e s t c a Be n a p i c i e z
o p o r n i k a R 3 , w y n o s z c e U r 3 . W t e d y n a w y j [c i u w o ( z a c i s k i c d ) z m i e r z o n e
n a p i c i e w y n o s i U w y 1 ( r y s . 9 . )
a ) b )
P 1 i P 2 z w a r t e
R 2 R
U R 2 U R
R w e r
U R 3 U w e r 2 R w e r
U w e r 1 R w e r
U R 3 U w e r 2
U R
U w y 1 = A U U R 3 U R 3 = 2 U R + U R w e r
U R 3 = U w e r 1
R y s . 1 0 . s c h e m a t z a s t p c z y o b w o d u w e j [c i o w e g o w o p r z y z w a r t y c h P a i P 2
b ) s c h e m a t z a s t p c z y t e g o o b w o d u p r z y P 1 i P 2 o t w a r t y c h
1 4
G d y w y Bc z n i k i P 1 i P 2 o t w o r z y m y j e d n o c z e [n i e , n a p i c i e U R 3 z o s t a n i e
p o d z i e l o n e n a d z i e l n i k u p o w s t a By m z s z e r e g o w e g o p o Bc z e n i a R - R w e r - R
( r y s . 9 ) . N a s z u k a n o p o r n o [ w e j [c i o w w o r ó |n i c o w p o d a n y z o s t a n i e
s y g n a B
R w e r
U = U
R w e 2 R 3
2 R + R w e r
W t e d y n a w y j [c i u w o p o j a w i s i n a p i c i e U w y 2 , k t ó r e m i e r z y m y p o d o b n i e ,
j a k t o u c z y n i l i [m y w p r z y p a d k u U w y 1 . W ó w c z a s m o |e m y z a p i s a :
R w e
U = A U U = A U U ,
w y 2 R w e 2 R 3
2 R + R w p r
U
w y 1
a p o n i e w a | U = z p o z i o m u p i e r w s z e g o , t o :
R 3
A U
U
R w e r
w y 1
A U = U ( 8 )
A U 2 R + R w p r w y 2
O z n a c z a j c w y z n a c z a m y z o b u p o m i a r ó w s t o s u n e k U w y 2 / U w y 1 = A u ( 9 )
m o |e m y o b l i c z y , |e s z u k a n e R w e r w y n o s i :
U
A d
w y 2
R w e r = 2 R = 2 R ( 1 0 )
1 - A u U - U
w y 1 w y 2
Z a d a n i a d o w y k o n a n i a :
2 . P o s p r a w d z e n i u p o p r a w n o [c i p o Bc z e D u k Ba d u p r z e z p r o w a d z c e g o , w
j e g o o b e c n o [c i s k r c i d o z e r a p o k r t Bo r e g u l a c j i a m p l i t u d y g e n e r a t o r a o r a z
p o k r t Bo n a p i c i a z a s i l a c z a w o .
3 . W Bc z y d o s i e c i o s c y l o s k o p , g e n e r a t o r s y g n a Bu o r a z z a s i l a c z w o .
4 . Z w i k s z y n a p i c i e z a s i l a n i a w o s t o p n i o w o o d ~ 0 d o ± 1 5 V
5 . Z w i k s z a j c s t o p n i o w o a m p l i t u d s y g n a Bu g e n e r a t o r a U g , u s t a l i j e j
w a r t o [ t a k , a b y n i e p r z e s t e r o w a w o i a b y w a r t o [ U w y o b s e r w o w a n a n a
e k r a n i e o s c y l o s k o p u , p r z y o b u w y Bc z n i k a c h P 1 i P 2 z w a r t y c h , n i e
p r z e k r o c z y Ba ~ 1 0 V p - p
6 . Z m i e r z y i z a n o t o w a w a r t o [ U w y 1 .
1 5
7 . P r z e Bc z y P 1 i P 2 j e d n o c z e [n i e w p o Bo |e n i e p r z e c i w n e ( o b a o t w a r t e ) i
p o n o w n i e z m i e r z y n a p i c i e n a w y j [c i u w o i z a p i s a j e g o w a r t o [ U w y 2 .
8 . K o r z y s t a j c z e z n a n e g o R o r a z w a r t o [c i o b u z m i e r z o n y c h n a p i
w y j [c i o w y c h o b l i c z y R w e r z e w z o r u ( 1 0 ) .
9 . p o w t ó r z y c a By p o m i a r j e s z c z e 2 r a z y .
1 0 . W s p r a w o z d a n i u o p i s a s a m o d z i e l n i e , w Ba s n y m i s Bo w a m i d z i a Ba n i e
u k Ba d u p o m i a r o w e g o i w y p r o w a d z e n i e f o r m u By n a R w e r .
5 . 4 . P o m i a r c h a r a k t e r y s t y k w o w u k Ba d z i e o d w r a c a j c y m f a z s y g n a Bu
w e j [c i o w e g o
5 . 4 . 1 . Z m o n t o w a u k Ba d p o m i a r o w y w e d Bu g s c h e m a t u p r z e d s t a w i o n e g o n a
r y s u n k u 1 1 . N i e p o d Bc z a n i c z e g o d o s i e c i . P o s p r a w d z e n i u p o Bc z e D
p r z e z p r o w a d z c e g o :
5 . 4 . 2 . N a w e j [c i e w z m a c n i a c z a p o d a z g e n e r a t o r a f u n k c j i s y g n a B o
a m p l i t u d z i e p i k - p i k 1 V o c z s t o t l i w o [c i 1 0 0 0 H z .
5 . 4 . 3 . D l a R 2 = 1 0 0 k &! = c o n s t , m i e r z y w z m o c n i e n i e u k Ba d u ( U w y / U w e ) =
( R 2 / R 1 ) d l a n a s t p u j c y c h w a r t o [c i o p o r u R 1 = 1 0 , 3 3 , 3 9 , 5 0 , 6 0 , 8 0 ,
1 0 0 k &! . M o |n a p o s Bu |y s i t a b e l k 1 ( z a Bc z n i k ) .
5 . 4 . 4 . P o d Bc z y d o w z m a c n i a c z a o p o r n i k i R 1 1 0 k &! o r a z R 2 = 1 0 0 k &!. N a
w e j [c i e p o d a s y g n a B z g e n e r a t o r a f u n k c j i o a m p l i t u d z i e 1 V p - p .
Z w i k s z a j c c z s t o t l i w o [ s y g n a Bu w e j [c i o w e g o c o j e d n d e k a d
( l o g a r y t m i c z n i e ) , z m i e r z y c h a r a k t e r y s t y k c z s t o t l i w o [c i o w u k Ba d u .
M o |n a p o s Bu |y s i t a b e l k 2 ( z a Bc z n i k ) .
5 . 4 . 5 . W o p a r c i u o w y n i k i z g r o m a d z o n e w t a b e l k a c h 1 i 2 s p o r z d z i
w y k r e s y z a l e |n o [c i :
a ) w z m o c n i e n i a w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o o d w r a c a j c e g o w f u n k c j i
w a r t o [c i o p o r u R 1 p r z y R 2 = 1 0 0 k &!.
b ) Z a l e |n o [ w z m o c n i e n i a w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o o d w r a c a j c e g o o d
c z s t o t l i w o [c i p r z y s t a Be j a m p l i t u d z i e s y g n a Bu w e j [c i o w e g o .
1 6
5 . 5 . P o m i a r y c h a r a k t e r y s t y k w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o
n i e o d w r a c a j c e g o
5 . 5 . 1 . Z m o n t o w a u k Ba d p o m i a r o w y w e d Bu g s c h e m a t u p r z e d s t a w i o n e g o n a
r y s . 1 2 . N i c z e g o n i e p o d Bc z a d o s i e c i . P o s p r a w d z e n i u p o Bc z e D:
5 . 5 . 2 . N a w e j [c i e w z m a c n i a c z a p o d a s y g n a B z g e n e r a t o r a f u n k c j i o
a m p l i t u d z i e 1 V p - p o c z s t o t l i w o [c i 1 k H z .
5 . 5 . 3 . P r z y R 2 = 1 0 0 k &! z m i e r z y a m p l i t u d s y g n a Bu w y j [c i o w e g o d l a
n a s t p u j c y c h w a r t o [c i o p o r n i k ó w R 1 : 1 , 1 0 , 3 3 , 3 9 , 5 0 , 6 0 , 8 0 k &!.
W y n i k i p o m i a r ó w m o |n a z a p i s a w t a b e l i p o d o b n e j d o t a b e l i 1 .
W z m o c n i e n i e w z m a c n i a c z a o p e r a c y j n e g o n i e o d w r a c a j c e g o w y n o s i :
k = ( 1 + ( R 2 / R 1 ) ) = ( U w y / U w e ) .
S p o r z d z i w y k r e s z m i e r z o n e j z a l e |n o [c i .
5 . 5 . 4 . Z w i k s z a j c a m p l i t u d s y g n a Bu w e j [c i o w e g o ( w o b e c n o [c i
p r o w a d z c e g o ) z a o b s e r w o w a w p By w p r z e s t e r o w a n i a w z m a c n i a c z a n a
p r z e b i e g s y g n a Bu w y j [c i o w e g o d l a s y g n a Bó w : s i n u s o i d a l n e g o ,
p i Bo k s z t a Bt n e g o o r a z p r o s t o k t n e g o .
1 7
K a n a B 1 o s c y l o s k o p u
( l u b w e m u l t i m e t r u 1 )
S I E
G e n e r a t o r
R 2
f u n k c j i
U g
R 1
U g = A s i n 2 Àf t
U w y
- 1 5 V + 1 5 V
- V 0 + V
S I E
P By t a
m o n t a |o w a
Z a s i l a c z w o
R y s . 1 1 . S c h e m a t p o Bc z e D u k Ba d u d o p o m i a r u c h a r a k t e r y s t y k w o o d w r a c a j c e g o .
1 8
K a n a
B
2 o s c y l o s k o p u
( l u b
w e m u l t i m e t r u 2 )
K a n a B 1 o s c y l o s k o p u
( l u b w e m u l t i m e t r u 1 )
S I E
R 2
G e n e r a t
U g
o r
R 1
U g = A s i n 2 Àf t
U w y
4 7 0 k &!
- 1 5 V + 1 5 V
P By t a
m o n t a |o w a
- V 0 + V
S I
Z a s i l a c z w o
R y s . 1 2 . S c h e m a t p o Bc z e D u k Ba d u d o p o m i a r u c h a r a k t e r y s t y k w o n i e
o d w r a c a j c e g o .
1 9
K a n a
B
2 o s c y l o s k o p u
( l u b
w e m u l t i m e t r u 2 )
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