Generátor s IO R

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Generátor s IO 555 101-3R"

Vlastimil Beneš
před 8 lety
Počet zobrazení:

1 Vyšší odborná škola a Střední průmylová škola elektrotechnická Božetěchova 3, Olomouc Laboratoře elektrotechnických měření Název úlohy Čílo úlohy Generátor IO R Zadání 1. Pomocí IO 555 navrhněte generátor obdélníkového napětí těmito parametry: f = 2kHz, DCL = 2:1, U MINUST = 0V, U MAXUST = 10V. Jmenovité hodnoty použitých oučátek změřte a vypočítejte abolutní a procentní chyby měření. 2. Generátor etavte na nepájivém poli a změřte tyto parametry výtupního napětí: Periodu, frekvenci (pomocí 4½ DMM), dobu úrovně H, dobu úrovně L, DCL, třídu, dobu náběžné hrany, dobu etupné hrany, maximální a minimální utálenou hodnotu, celkový rozkmit, překmit úrovně H, třední hodnotu, efektivní hodnotu. 3. Změřte dobu nabíjení a vybíjení čaovacího kondenzátoru, minimální a maximální hodnotu napětí na čaovacím kondenzátoru. 4. Na PC zakrelete čaový průběh výtupního napětí generátoru, napětí na čaovacím kondenzátoru. 5. Pomocí etrojeného obvodu změřte kapacitu neznámého C. Poř. č. Příjmení a jméno Třída Skupina Školní rok 2 BARTEK Tomáš S /10 Datum měření Datum odevzdání Počet litů Klaifikace příprava měření protokol Protokol o měření obahuje: Teoretický úvod Tabulky naměřených a vypočtených hodnot obhajoba 1 Schéma Tabulka použitých přítrojů Potup měření Vzor výpočtu Grafy Závěr

Jmenovité hodnoty použitých oučátek změřte a vypočítejte abolutní a procentní chyby měření. 2.

2 Teoretický úvod: Integrovaný obvod 555 e ve většině případů používá v zapojení buďto jako atabilní klopný obvod anebo jako monotabilní klopný obvod. Principiální zapojení tabilního klopného obvodu můžeme vidět na obrázku čílo 1. Atabilní klopný obvod je v podtatě impulzní generátor, na jehož výtupu e nepřetržitě třídají úrovně napětí. Zapojení využívá napětí na kondenzátoru, který e periodicky nabíjí a vybíjí. Obrázek č. 1: Principiální zapojení atabilního klopného obvodu Pro výpočet periody platí vztah: 1 T = [, Hz] (1) f Dobu T H vypočteme podle vztahu: (pokud je zadaná třída, muíme nejprve převét na DCL [%]) T T H = DCL [,,% ] (2) 100 Dobu T L vypočteme podle vzorce: T L [ ] = T T (3) H Hodnotu rezitoru R 2 dotaneme podle vztahu: R TL = [ Ω,,, F] (4) ln 2 C 2 Hodnotu rezitoru R 1 vypočteme podle vzorce: R TH =. R2, ln 2 C [ Ω,,, Ω] 1 F (5) Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 2/10

Zapojení využívá napětí na kondenzátoru, který e periodicky nabíjí a vybíjí. Obrázek č.

3 Pro výpočet čaovacího kondenzátoru platí převedený vztah č. 1: TL C =, ln 2 R2 [ F,, Ω] (6) Schéma: Schéma č. 1: Měření parametrů generátoru IO 555 Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 3/10

4 Schéma č. 2: Měření čaovacího kondenzátoru na generátoru IO 555 Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 4/10

5 Schéma č. 3: Měření neznámého kondenzátoru pomocí generátoru IO 555 Schéma č. 4: Měření použitých oučátek Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 5/10

6 Tabulka použitých přítrojů: Tabulka č. 1: Použité přítroje Označení Evidenční Přítroj Typ v zapojení čílo Poznámka M RLC metr RLCG BM Chyba 20pF-200mF/0-20mΩ: ±0,1% of rdg + 2dgt, 4½ F DMM MY Chyba 0-20kHz: ±2% of rdg ± 5dgt, 4½ Z zdroj BK V; 0-1A digitální Přenot kurzoru ±1,2% OSC HP A 0162 ocilokop Vtupní impedance 1MΩ Potup měření: 1. Návrh generátoru pomocí IO Hodnoty čau T L a T H dotaneme po doazení do vztahů č. 2 a 3 - Hodnotu rezitorů R 1 a R 2 vypočteme podle vzorců č. 4 a 5 - Součátky změříme na RLC metru - V návodu najdeme procentní chyby měření a vypočteme je - Vše zapíšeme do tabulky 2. Setavení generátoru IO Obvod etavíme na nepájivém poli podle chématu č. 1 - Veškeré parametry kromě frekvence odečteme z obrazovky ocilokopu po natavení vhodných rozměrů na obrazovce - Frekvenci změříme pomocí digitálního multimetru - Vše zapíšeme do tabulky 3. Měření čaovacího kondenzátoru - Obvod zapojíme podle chématu č. 2 - Veškeré parametry měření odečteme z obrazovky Ocilokopu po natavení vhodných rozměrů - Vše zapíšeme do tabulky 4. Zakrelení čaových průběhů - Z naměřených hodnot etavíme grafy - Zaznačíme v nich všechny důležité veličiny 5. Měření neznámého kondenzátoru pomocí generátoru IO Obvod etavíme podle chématu č. 3 - Z ocilokopu odečteme hodnotu T L - Po doazení do vzorce č. 6 dotaneme hodnotu neznámého kondenzátoru Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 6/10

5dgt, 4½ Z zdroj BK 127 0138 0-20V; 0-1A digitální Přenot kurzoru ±1,2% OSC HP 54600 A 0162 ocilokop Vtupní impedance 1MΩ Potup měření: 1.

7 Tabulky naměřených a vypočtených hodnot: Tabulka č. 2: Měření použitých oučátek Označení v Jmenovitá změřená zapojení hodnota δ % [%] R 1 2,399kΩ ±2,399Ω ±0,1 R 2 2,396kΩ ±2,396Ω ±0,1 C 1 99,93nF ±99,93pF ±0,1 C 2 102,42pF ±102,42fF ±0,1 Tabulka č. 3: Měření parametrů generátoru IO 555 Ucc = 10V T [µ] 495 f [khz] 2,017 T H [µ] 328 T L [µ] 168 DCL [%] 66,4 Střída 41:21 (2:1) t RISE [n] 87 t FALL [n] 18,4 U MAXUST [V] 9,875 U MINUST [mv] -906 U PP [V] 17,19 U MAX [V] 6,7 U STŘ [V] 4,67 U EF [V] 7,03 Tabulka č. 4: Měření čaovacího kondenzátoru na generátoru IO 555 U MIN [V] 3,25 U MAX [V] 7 t RISE [µ] 328 t FALL [µ] 170 Tabulka č. 5: Měření neznámého čaovacího kondenzátoru za pomocí generátoru IO 555 T L [µ] 55,5 C [nf] 33,418 Tabulka č. 6: Návrh generátoru IO 555 T [µ] 500 T H [µ] 333,33 T L [µ] 166,67 R 1 [kω] 2,406 R 2 [kω] 2,406 Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 7/10

3: Měření parametrů generátoru IO 555 Ucc = 10V T [µ] 495 f [khz] 2,017 T H [µ] 328 T L [µ] 168 DCL [%] 66,4 Střída 41:21 (2:1) t RISE [n] 87 t FALL [n] 18,4 U MAXUST [V] 9,875 U MINUST [mv] -906 U

8 Vzor výpočtu: Hodnotu periody T dotaneme po doazení do vzorce č. 1 T 1 1 = = = 500 f 2kHz µ Dobu T H vypočteme podle vztahu č. 2 T 500µ T H = DCL = 66,66% = 333,33µ Dobu T L vypočteme podle vzorce č. 3 T = T T = ,33 = 166,67 L H µ Hodnotu rezitoru R 2 dotaneme podle vztahu č. 4 R 2 TL 166,67µ = = = 2,406kΩ ln 2 C ln 2 99,93nF Hodnotu rezitoru R 1 vypočteme podle vzorce č. 5 R 1 = TH 333,33µ. R = 2,406kΩ = 2,406 Ω ln 2 C ln 2 99,93nF k 2 Pro výpočet čaovacího kondenzátoru platí vztah č. 6 C = TL ln 2 R2 55,5µ = ln 2 2,396kΩ = 33,418nF Chyby měřících přítrojů vyčteme v přílušných návodech a vypočteme δ δ % M M % F 2 0,001 = ± 0,1% + 2dgt = ± 0,1% + ± 0,1% 2, = δ % M = ( ± 0,1) = ± 2,399Ω ,001 = ± 2% ± 5dgt = ± 2% ± ± 2,002% 2,017 Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 8/10

4 R 2 TL 166,67µ = = = 2,406kΩ ln 2 C ln 2 99,93nF Hodnotu rezitoru R 1 vypočteme podle vzorce č. 5 R 1 = TH 333,33µ.

9 Grafy: Graf č. 1: Napěťový průběh na výtupu generátoru IO 555 Graf č. 2: Napěťový průběh na čaovacím kondenzátoru C 1 Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 9/10

10 Závěr: a) Chyby měřících přítrojů M Procentní chyba měření byla maximálně ±0,1% F Procentní chyba měření byla maximálně ±2% b) Zhodnocení - Návrh generátoru IO 555 jme provedli podle zadání a výledné parametry použitých oučátek jou R 1 = R 2 = 2,406kΩ, hodnota čaovacího kondenzátoru byla C 1 = 99,93nF, oučátky jme proměřili maximální procentní chybou δ %M = ±0,1% - Generátor IO 555 jme etavili na nepájivém poli a na digitálním ocilokopu HP jme určili všechny zadané parametry, pro většinu parametrů exitovala vetavěná funkce, což upřenilo metodu měření na maximum - Doba nabíjení čaovacího kondenzátoru t RISE = 328µ a doba vybíjení čaovacího kondenzátoru t FALL = 170µ. Minimální hodnota napětí U MIN =3,27V a maximální hodnota napětí U MAX = 7V. Napětí jme rovněž měřili na digitálním ocilokopu HP pomocí vetavěné funkce - Jednotlivé grafy jme zakrelili pomocí PC a vyznačili v nich všechny důležité parametry měření - Hodnotu neznámého kondenzátoru jme určili pomocí změny periody výledného ignálů a pomocí vzorce dopěli k závěru C = 33,418nF. Co mi vytkli: Ve výpočtu chyb MP není chyba dgt vynáobena 100 Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš Třída: S3 Čílo protokolu: 101-3R Lit: 10/10

nepájivém poli a na digitálním ocilokopu HP 54600 jme určili všechny zadané parametry, pro většinu parametrů exitovala vetavěná funkce, což upřenilo metodu měření na maximum - Doba nabíjení čaovacího

Podobné dokumenty

GENERÁTOR NEHARMONICKÝCH PRŮBĚHU 303-4R 9.2. 16.2. 8

Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická Božetěchova 3, Olomouc Laboratoře elektrotechnických měření Název úlohy GENERÁTOR NEHARMONICKÝCH PRŮBĚHU Číslo úlohy 303-4R Zadání 1. Dle