Synchronní detektor, nazývaný též fázově řízený usměrňovač, je určen k měření elektrolytické střední hodnoty periodického signálu podle vztahu.



Podobné dokumenty
Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

Laboratorní úloha KLS 1 Vliv souhlasného rušení na výsledek měření stejnosměrného napětí

A U. kde A je zesílení zesilovače, U 2 je výstupní napětí zesilovače a U 1 je vstupní napětí na zesilovači. Zisk po té můžeme vypočítat podle vztahu:

Teorie elektronických obvodů (MTEO)

SMĚŠOVAČ 104-4R

4.SCHÉMA ZAPOJENÍ. a U. kde a je zisk, U 2 je výstupní napětí zesilovače a U vst je vstupní napětí zesilovače. Zesilovač

2. Změřte a nakreslete časové průběhy napětí u 1 (t) a u 2 (t). 3. Nakreslete převodní charakteristiku komparátoru

[ db ; - ] Obrázek č. 1: FPCH obecného zesilovače

Obrázek č. 1 : Operační zesilovač v zapojení jako neinvertující zesilovač

10a. Měření rozptylového magnetického pole transformátoru s toroidním jádrem a jádrem EI

MĚŘENÍ NAPĚTÍ A PROUDŮ VE STEJNOSMĚRNÝCH OBVODECH.

NÍZKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČ S OZ

17 Vlastnosti ručkových měřicích přístrojů

- + C 2 A B V 1 V 2 - U cc

Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EO.

Měření vlastností střídavého zesilovače

Teoretický úvod: [%] (1)

Seznámení s přístroji, používanými při měření. Nezatížený a zatížený odporový dělič napětí, měření a simulace PSpice

Kompenzovaný vstupní dělič Analogový nízkofrekvenční milivoltmetr

Příloha A Automatizovaná laboratorní úloha

Elektronické praktikum EPR1

1.Zadání 2.POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU 3.TEORETICKÝ ROZBOR

Univerzita Tomáše Bati ve Zlíně

SOUČÁSTKY ELEKTROTECHNIKY

Měření vlastností optických vláken a WDM přenos

7. MĚŘENÍ LINEÁRNÍHO POSUVU

1 Přesnost měření efektivní hodnoty různými typy přístrojů

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

Operační zesilovač, jeho vlastnosti a využití:

Vzorkování. Je-li posloupnost diracových impulzů s periodou T S : Pak časová posloupnost diskrétních vzorků bude:

Měření vlastností jednostupňových zesilovačů. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EOS.

Virtuální a reálná elektronická měření: Virtuální realita nebo Reálná virtualita?

návrh, simulace a implementace

Počítačové cvičení BNEZ 2. Snižující měnič

Hlídač plamene SP 1.4 S

ZDROJE MĚŘÍCÍHO SIGNÁLU MĚŘÍCÍ GENERÁTORY

Obrázek č. 1 : Operační zesilovač v zapojení jako neinvertující zesilovač

Oscilátory. Návod k přípravku pro laboratorní cvičení v předmětu EO.

E L E K T R I C K Á M Ě Ř E N Í

Elektrotechnická měření - 2. ročník

Návod k použití digitálních multimetrů řady MY6xx

MĚŘENÍ POLOVODIČOVÉHO USMĚRŇOVAČE STABILIZACE NAPĚTÍ

Pavel Dědourek. 28. dubna 2006

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

Pokud není uvedeno jinak, uvedený materiál je z vlastních zdrojů autora

VLASTNOSTI KOMPONENTŮ MĚŘICÍHO ŘETĚZCE - ANALOGOVÁČÁST

STUDIUM FOTOEFEKTU A STANOVENÍ PLANCKOVY KONSTANTY. 1) Na základě měření vnějšího fotoefektu stanovte velikost Planckovy konstanty h.

Elektrická měření pro I. ročník (Laboratorní cvičení)

SYMETRICKÉ ČTYŘPÓLY JAKO FILTRY

MĚŘĚNÍ LOGICKÝCH ČÍSLICOVÝCH OBVODŮ TTL I

zdroji 10 V. Simulací zjistěte napětí na jednotlivých rezistorech. Porovnejte s výpočtem.

Fyzikální praktikum 3 Operační zesilovač

výkon střídavého proudu, kompenzace jalového výkonu

Frekvence. BCM V 100 V (1 MΩ) - 0,11 % + 40 μv 0 V 6,6 V (50 Ω) - 0,27 % + 40 μv

Název: Chování cívky v obvodu, vlastní indukce, indukčnost

Měření na nízkofrekvenčním zesilovači. Schéma zapojení:

(s výjimkou komparátoru v zapojení č. 5) se vyhněte saturaci výstupního napětí. Volte tedy

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Vypracoval: David Říha Vedoucí práce: doc. Ing. Karel Draxel CSc. Rok: 2011

Harmonický ustálený stav pokyny k měření Laboratorní cvičení č. 1

Zadávací dokumentace

Úloha A - Měření vlastností digitální modulace

Signál v čase a jeho spektrum

Obvod střídavého proudu s kapacitou

Převodníky f/u, obvod NE555

MĚŘENÍ HYSTEREZNÍ SMYČKY TRANSFORMÁTORU

8. TLAKOMĚRY. Úkol měření Dynamické měření tlaku Měření tlaků 0-1 MPa

HC-EGC-3235A. Návod k použití

1.1 Pokyny pro měření

Návrh frekvenčního filtru

7. MĚŘENÍ LINEÁRNÍHO POSUVU

Úloha 1 Multimetr. 9. Snižte napájecí napětí na 0V (otočením ovládacího knoflíku výstupního napětí zcela doleva).

popsat princip činnosti základních zapojení čidel napětí a proudu samostatně změřit zadanou úlohu

Vyšší odborná škola a Střední průmyslová škola elektrotechnická Božetěchova 3, Olomouc Laboratoře elektrotechnických měření

Operační zesilovač je integrovaný obvod se dvěma vstupy (invertujícím a neinvertujícím) a jedním výstupem.

11. Odporový snímač teploty, měřicí systém a bezkontaktní teploměr

MĚŘENÍ TRANZISTOROVÉHO ZESILOVAČE

r Odvoď te přenosovou funkci obvodů na obr.2.16, je-li vstupem napě tí u 1 a výstupem napě tí u 2. Uvaž ujte R = 1Ω, L = 1H a C = 1F.

popsat činnost základních zapojení operačních usměrňovačů samostatně změřit zadanou úlohu

7. Určete frekvenční charakteristiku zasilovače v zapojení jako dolní propust. U 0 = R 2 U 1 (1)

ČVUT FEL. Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

Výběrové řízení pro projekt: Elektrotechnika prakticky a perspektivně. Příloha č. 3 výzvy

MĚŘENÍ HYSTEREZNÍ SMYČKY TRANSFORMÁTORU

Vlny v trubici VUT FSI v Brně

4 Vibrodiagnostika elektrických strojů

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_04_Zesilovače a Oscilátory

MĚŘENÍ JALOVÉHO VÝKONU

Úkol měření. Použité přístroje a pomůcky. Tabulky a výpočty

Fázory, impedance a admitance

MĚŘICÍŘETĚZEC A ELEKTROMAGNETICKÉ RUŠENÍ

Obr. 1 Činnost omezovače amplitudy

GENERÁTOR NEHARMONICKÝCH PRŮBĚHU 303-4R

Pracovní třídy zesilovačů

5. 1. Násobička s rozdělením proudů (s proměnnou strmostí)

Test. Kategorie Ž2. 4 Snímek z digitálního osciloskopu zobrazuje průběh sinusového signálu. Jaká je přibližná frekvence signálu? Uveďte výpočet.

MĚŘENÍ NA USMĚRŇOVAČÍCH

Obvod střídavého proudu s indukčností

Integrovaná střední škola, Kumburská 846, Nová Paka Elektronika - Zdroje SPÍNANÉ ZDROJE

A12) převod proudu na napětí pomocí OZ. B1) Nakreslete blok. schéma Vf kompenzačního mv-metru

Inovace a zkvalitnění výuky směřující k rozvoji odborných kompetencí žáků středních škol CZ.1.07/1.5.00/

Transkript:

ZADÁNÍ: ) Seznamte se se zapojením a principem činnosti synchronního detektoru 2) Změřte statickou převodní charakteristiku synchronního detektoru v rozsahu vstupního ss napětí ±V a určete její linearitu. Měření proveďte při propojených svorkách S a K přípravku 3) Změřte dynamickou převodní charakteristiku synchronního detektoru vstupním sinusovým signálem v rozsahu 0-V ef při kmitočtu khz. Svorky S a K přípravku budou propojeny 4) Změřte kmitočtovou charakteristiku dolní propusti synchronního detektoru a určete mezní kmitočet, při kterém klesne její přenos o 3dB vzhledem k ss přenosu. Vstup S je uzemněn na svorce G 5) Změřte závislost výstupního napětí synchronního detektoru na fázi mezi vstupním a řídícím napětím detektoru v rozsahu 0-80. Generátory G a G 2 jsou fázově synchronizovány při kmitočtu khz ÚVOD: Synchronní detektor, nazývaný též fázově řízený usměrňovač, je určen k měření elektrolytické střední hodnoty periodického signálu podle vztahu t2 UOUT = u() t dt t2 t t kde t, t 2 jsou časové okamžiky, určující periodu signálu. Jsou-li tyto okamžiky shodné s okamžiky průchodu periodického signálu nulovou úrovní s kladnou derivací, pak výstupní napětí synchronního detektoru udává aritmetickou střední hodnotu dvoucestně usměrněného signálu. Pro sinusový průběh s amplitudou U m je tato hodnota 2 U OUT = U m π Synchronní detektor je tvořen zesilovačem Z s přepínatelným zesílením ±, které je řízeno přepínačem S a dolní propustí 2.řádu Butterworthova typu, za níž získáváme ss složku. Spínač lze řídit buď přímo signálem TTL, nebo z výstupu komparátoru K s nulovou přepínací úrovní. Rozsah vstupního napětí detektoru je ±V.

SCHÉMA: ) Blokové schéma synchronního detektoru 2) Měření statické převodní charakteristiky 3) Měření dynamické převodní charakteristiky 4) Měření kmitočtové charakteristiky 2

5) Měření fázové charakteristiky POPIS MĚŘENÍ: ) Využijte vnitřního zapojení SD a vysvětlete činnost jednotlivých částí i celého SD. 2) Zapojte obvod podle schématu a postupně měňte vstupní ss napětí a vyhodnocujte výstupní ss napětí. Měření proveďte v rozsahu vstupního ss napětí - až +V. Statickou převodní charakteristiku zkreslete a vyhodnoťte linearitu. 3) Obvod zapojte podle schéma, nastavte kmitočet generátoru na khz a vstupní sinusové napětí měňte v rozsahu 0-V ef. Měřte výstupní napětí SD ss voltmetrem. Dynamickou převodní charakteristiku zakreslete. 4) Obvod zapojte podle schéma a při konstantním vstupním napětí sinusového průběhu postupně zvyšujte kmitočet a měřte střídavé napětí na výstupu. Určete kmitočet, při kterém přenos klesne o 3dB vzhledem k ss přenosu. 5) Použijte generátor G s fázovým závěsem a generátor G 2 s výstupem TTL. Obvod zapojte a generátory zasynchronizujte při kmitočtu khz. Měňte fázový posuv mezi vstupním a řídícím napětím SD v rozsahu 0-80 a měřte výstupní ss napětí SD. Fázovou charakteristiku vyhodnoťte. Pro měření fázového posuvu a zobrazení požadovaných průběhů použijte digitální osciloskop. Získané průběhy vyhodnoťte. NAMĚŘENÉ A VYPOČTENÉ VÝSLEDKY: ) Synchronní detektor je tvořen zesilovačem Z s přepínatelným zesílením ±, které je řízeno přepínačem S a dolní propustí 2.řádu Butterworthova typu, za níž získáváme ss složku. Spínač lze řídit buď přímo signálem TTL, nebo z výstupu komparátoru K s nulovou přepínací úrovní. Rozsah vstupního napětí detektoru je ±V. Synchronní detektor je určen k měření elektrolytické střední hodnoty periodického signálu podle vztahu t2 UOUT = u() t dt t2 t t kde t, t 2 jsou časové okamžiky, určující periodu signálu. Jsou-li tyto okamžiky shodné s okamžiky průchodu periodického signálu nulovou úrovní s kladnou derivací, pak výstupní napětí synchronního detektoru udává aritmetickou střední hodnotu dvoucestně usměrněného signálu. 3

2) Pro změření statické převodní charakteristiky jsme použili zdroj napětí a dva multimetry. Naměřené hodnoty pro kladné hodnoty vstupního napětí jsou v tabulce č., pro záporné v tabulce č.2. Byla měřena stejnosměrná napětí. Tabulka č. U IN [mv] 0 00 20 30 405 488 606 675 793 94 994 U OUT [V] 0 0,75 0,33 0,506 0,657 0,79 0,959,09,28,47,6 Tabulka č.2 U IN [mv] 0-98 -94-795 -688-593 -499-406 -297-20 -04 U OUT [V] 0,58,47,28, 0,959 0,808 0,658 0,484 0,33 0,75 3) Pro změření dynamické převodní charakteristiky jsme použili analogový generátor sinusového napětí. Vstupní napětí (střídavé) a frekvenci jsme měřili pomocí digitálního osciloskopu. Stejnosměrné výstupní napětí jsme zjišťovali pomocí multimetru. Naměřené hodnoty jsou v tabulce č.3. Všechny naměřené hodnoty byly změřeny při konstantní frekvenci: f=khz. Tabulka č.3 U IN [V~] 0 0, 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 U OUT [mv] 0 55 65 80 90 20 230 260 290 30 340 4) Pro zjištění hodnot jsme použili digitální osciloskop. Pomocí něj jsme změřili frekvenci vstupního napětí a napětí špička_špička(dále jen šš) na výstupu. Vstupní sinusové napětí šš jsme udržovali konstantní: U IN =,062Všš. Naměřené hodnoty jsou v tabulce č.4. Pokles o 3dB vzhledem k stejnosměrnému přenosu nastal při frekvenci: F IN =2,3Hz. Tabulka č.4 F IN [Hz] 5 6 7 8 9 0 2 2,3 3 U OUT [mvšš],68,65,625,562,484,39,29,22,8,03 5) Pro změření fázové charakteristiky jsme použili digitální generátor s TTL výstupem. Ten byl zasynchronizován(pomocí fázového závěsu) s druhým generátorem sinusového napětí při frekvenci: F IN =khz. Vstupní napětí šš jsme udržovali konstantní: U IN =2Všš. Naměřené hodnoty jsou v tabulce č.5 a v tabulce č.6. Tabulka č.5 ϕ[ ] 0 0 20 3 40 60 78 90 U OUT [V] 0,98 0,94 0,84 0,78 0,48 0,28 0 Tabulka č.6 ϕ[ ] 08 20 40 60 68 80 U OUT [V] -0,3-0,5-0,76-0,93-0,97 - Poznámka: Fáze ϕ je zpoždění TTL signálu vůči sinusovému napětí. 4

ZÁVĚR: Po změření dynamické převodní charakteristiky (viz úloha 3) jsme zjistili závadu propojovacího kabelu mezi generátorem a synchronním detektorem. Z výsledného grafu (popř. tabulky č. 3) dynamické převodní charakteristiky je vidět prudký narůst výstupního stejnosměrného napětí při nízkých hodnotách vstupního střídavého (sinusového) napětí (0,V). Z tohoto důvodu je výsledný graf nevyhovující, a tak doporučuji znovu přeměřit dynamickou převodní charakteristiku (my jsme z časových důvodů měření neopakovali). Závadu jsme odstranili a pokračovali jsme v měření ostatních úloh. 5

STATICKÁ PŘEVODNÍ CHARAKTERISTIKA SD,8,6,4,2 U OUT =f(u IN ) U OUT [V] 0,8 0,6 0,4 0,2 0-000 -800-600 -400-200 0 200 400 600 800 000 U IN [mv]

DYNAMICKÁ PŘEVODNÍ CHARAKTERISTIKA SD 400 350 U OUT =f(u IN ) 300 250 U OUT [mv] 200 50 00 50 0 0 0, 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 U IN [V~]

FREKVENČNÍ CHARAKTERISTIKA SD,8,6,4,2 U OUT [mv~] 0,8 U OUT =f(f IN ) 0,6 0,4 0,2 0 5 6 7 8 9 0 2 3 F IN [Hz]

FÁZOVÁ CHARAKTERISTIKA SD 0,8 0,6 U OUT =f(ϕ) 0,4 U OUT [mv~] 0,2 0-0,2-0,4-0,6-0,8-0 20 40 60 80 00 20 40 60 80 ϕ[ ]