A U =3. 1 3 =1 =180 180 =0

Podobné dokumenty
Pro vš echny body platí U CC = ± 15 V (pokud není uvedeno jinak). Ke kaž dému bodu nakreslete jednoduché schéma zapojení.

ELEKTROTECHNICKÁ MĚŘENÍ PRACOVNÍ SEŠIT 2-3

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření nízkofrekvenčního koncového zesilovače, část

Aktivní filtry. 1. Zadání: A. Na realizovaných invertujících filtrech 1.řádu s OZ: a) Dolní propust b) Horní propust c) Pásmová propust

tvarovací obvody obvody pro úpravu časového průběhu signálů Derivační obvody Derivační obvod RC i = C * uc/ i = C * (u-ur) / ur(t) = ir = CR [

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

LABORATORNÍ CVIČENÍ Elektrotechnika a elektronika

PRAKTIKUM II Elektřina a magnetismus

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

Fyzikální praktikum 3 - úloha 7

Tvarovací obvody. Vlastnosti RC článků v obvodu harmonického a impulsního buzení. 1) RC článek v obvodu harmonického buzení

Semestrální práce NÁVRH ÚZKOPÁSMOVÉHO ZESILOVAČE. Daniel Tureček zadání číslo 18 cvičení: sudý týden 14:30

Bipolární tranzistor. Bipolární tranzistor. Otevřený tranzistor

Převodníky analogových a číslicových signálů

4.6.6 Složený sériový RLC obvod střídavého proudu

NÍZKOFREKVENČNÍ ZESILOVAČ S OZ

Praktikum II Elektřina a magnetismus

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

Teoretický úvod: [%] (1)

Sériově a paralelně řazené rezistory. Tematický celek: Elektrický proud. Úkol:

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

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


Převodníky AD a DA. AD a DA. Převodníky AD a DA. Základní charakteristika

Napájecí soustava automobilu. 2) Odsimulujte a diskutujte stavy které mohou v napájecí soustavě vzniknout.

SMĚŠOVAČ 104-4R

Obrázek 1 schéma zapojení měřícího přípravku. Obrázek 2 realizace přípravku

VY_52_INOVACE_2NOV37. Autor: Mgr. Jakub Novák. Datum: Ročník: 8. a 9.

FYZIKÁLNÍ PRAKTIKUM FJFI ČVUT V PRAZE. rezonančního obvodu

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

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

Měření statických parametrů tranzistorů

Analogový osciloskop

Laboratorní práce č. 3: Měření indukčnosti cívky pomocí střídavého proudu

Pracovní list vzdáleně ovládaný experiment. Obr. 1: Schéma sériového RLC obvodu, převzato z [3].

Opakované měření délky

Elektronické zpracování signálu

Indukce, Kapacita, Odpor, Diody LCR MULTIMETR. Model : LCR-9083

Řada CD3000S. Stručný přehled. Technické parametry. Tyristorové spínací jednotky

Měření ve střídavých obvodech

R 1 = 2 Ω, R 2 = 1 Ω R 3 = 0,5 Ω, R 4 = 1 Ω U = 2 V, I z = 2 A

GENERÁTOR NEHARMONICKÝCH PRŮBĚHU 303-4R

Zdroje měřících signálů. měřící generátory. Generátory se používají k měření vlastnosti elektrických obvodů. Měřící generátory se dále používají:

ZDROJE MĚŘÍCÍHO SIGNÁLU MĚŘÍCÍ GENERÁTORY

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

15. ZESILOVAČE V KOMUNIKAČNÍCH ZAŘÍZENÍCH

10 Měření parametrů vzduchové cívky

MĚŘENÍ Laboratorní cvičení z měření Měření parametrů operačních zesilovačů část Test

Jakub Kákona,

1 Měření kapacity kondenzátorů

TECHNICKÁ UNIVERZITA V LIBERCI

Pracovní třídy zesilovačů

Popis a funkce klávesnice Gama originální anglický manuál je nedílnou součástí tohoto českého překladu

napájecí zdroj I 1 zesilovač Obr. 1: Zesilovač jako čtyřpól

Úloha č. 6 Stanovení průběhu koncentrace příměsí polovodičů

M7061 ROTAČNÍ POHONY VENTILŮ

Kalibrace: Nominální teplota pro kalibraci v laboratoři: (23 ± 2) C Nominální teplota pro kalibraci mimo laboratoř: (23 ± 5) C

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

3.4 Ověření Thomsonova vztahu sériový obvod RLC

Datum tvorby

2.8.9 Parametrické rovnice a nerovnice s absolutní hodnotou

FEROMAGNETICKÉ ANALOGOVÉ MĚŘICÍ PŘÍSTROJE TYP EA16, EB16, EA17, EA19, EA12

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

Zapojíme-li sériově 2 kondenzátory 1 nf a 10 nf, výsledná kapacita bude A) 120 pf B) 910 pf C) 11 nf (b)

Čítače e a časovače. v MCU. Čítače a časovače MCU. Obsah

Lopatkový průtokoměr. Krátký popis. Příklad montáže. Zvláštnosti. Typový list Strana 1/6. Typ /

Využití ICT pro rozvoj klíčových kompetencí CZ.1.07/1.5.00/

Generátor s IO R

Skalární analyzátory

Úloha 1 - THEVENINŮV PRINCIP

4.2.7 Voltampérová charakteristika rezistoru a žárovky

Sada 1 - Elektrotechnika

Návrh úzkopásmového zesilovače

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

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

Zvyšování kvality výuky technických oborů

VY_32_INOVACE_ENI_2.MA_04_Zesilovače a Oscilátory

Ústav technologie, mechanizace a řízení staveb. CW01 - Teorie měření a regulace ZS 2010/2011. reg Ing. Václav Rada, CSc.

Projekt: Inovace oboru Mechatronik pro Zlínský kraj Registrační číslo: CZ.1.07/1.1.08/ NAPÁJECÍ ZDROJE

Tvorba trendové funkce a extrapolace pro roční časové řady

Sekvenční logické obvody

Osnova kurzu. Základy teorie elektrických obvodů 1

Využití válcových zkušeben při ověřování tachografů. Prezentace pro 45. konferenci ČKS 1. část: metrologické požadavky

ISŠT Mělník. Integrovaná střední škola technická Mělník, K učilišti 2566, Mělník Ing.František Moravec

DS 200 Elektronický tlakový spínač s analogovým výstupem

Operační zesilovač, jeho vlastnosti a využití:

Prostorový termostat. Nastavení žádané teploty pod krytem, pouze pro vytápění nebo pouze pro chlazení. 2-bodová regulace Spínané napětí AC 24...

Měření šumového čísla

Svorkový měřič o průměru 36 mm měří střídavý a stejnosměrný proud, stejnosměrné a střídavé napětí, odpor, teplotu a frekvenci.

Kontrolní seznam před instalací

VÝUKOVÝ MATERIÁL. Pro vzdělanější Šluknovsko. 32 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Bc. David Pietschmann.

9. A/Č převodník s postupnou aproximací. Použití logického analyzátoru

Systém zvukové signalizace a spouštění motoru na základě stavu světla

1. Úvod, odhad nejistot měření, chyba metody. 2. Přístroje pro měření proudu, napětí a výkonu - přehled; měřicí zesilovače;

Ampérmetr - elektrotechnická značka a obrázek


L L H L H H H L H H H L

VLASTNOSTI KOMPONENTŮ MĚŘICÍHO ŘETĚZCE - ANALOGOVÁČÁST

1 Statické zkoušky. 1.1 Zkouška tahem L L. R = e [MPa] S S

Transkript:

Teoretický úvod Zesilovač je aktivní dvojbran, který tedy zesiluje vstupní signál. Pokud zesilovač zesiluje pouze úzký úsek frekvence, nazývá se tento zesilovač výběrový, neboli selektivní (chová se tedy jako aktivní pásmová propust). Nejčastěji bývá realizován jako tranzistorový zesilovač s použitím reaktančních prvků (kondenzátory nebo cívky) místo frekvenčně nezávislých rezistorů. Obrázek č. 1 : Typická frekvenční přenosová charakteristika selektivního zesilovače (FPCH) Oscilátor je zařízení, kde se cyklicky opakují stavy maxima a minima některé veličiny. V elektrotechnice se většinou jedná o napětí nebo proud. Oscilátorů existuje spousta, avšak většinou se používá harmonický (sinusový) oscilátor, který se dalšími obvody (tzv. tvarovače signálu) poměrně snadno tvaruje na další průběhy (trojúhelník, obdélník,...). Dříve patřil mezi nejrozšířenější LC nebo RLC oscilátor, dnes se však téměř nepoužívá, především kvůli negativním vlastnostem cívek (velký ztrátový činitel, náchylná na rušení - i ho sama vytváří, velké rozměry, ). Zpravidla bývá nahrazován zapojením zesilovač - zeslabovač (obvykle frekvenční filtr), nebo digitálním. Obrázek č. 2 : Blokové schéma oscilátoru amplitudová Aby oscilátor osciloval je třeba splnit základní, tzv. oscilační podmínky: zesilovač musí zesílit pouze tolikrát, kolikrát zeslabovač zeslabí A U =A U. β=1 A U =3. 1 3 =1 Při vysokém AU napětí poroste až do saturace, při nízkém pak bude klesat, až bude nulové. fázová Celkový fázový posuv celého oscilátoru musí být roven 0 (přesněji 0 + k. 360 ) = AU =0 +k. 360 =180 180 =0 Pokud bude celkový fázový posuv nenulový, napětí se bude fázově posunovat změní se frekvence Jedním ze základních měřených parametrů oscilátoru patří kromě frekvence a výstupního napětí také stabilita frekvence. Ta udává, jak moc se bude měnit výstupní frekvence oscilátoru, nejčastěji v závislosti na čase (Herz na uplynulý čas) a teplotě (Herz na Kelvin). U oscilátorů v přesných laboratorních generátorech funkcí se obvykle pohybuje od 10-9 Hz / rok a 10-9 Hz / K a 10-3 Hz / rok a 10-3 Hz / K u méně přesných generátorů. Frekvenční stabilita se určuje tak, že se postupně v čase nebo při měnící se teplotě odečítají různé hodnoty frekvence, rozdíl mezi nejnižší a nejvyšší se označuje jako Δf. Frekvenční stabilita se poté vyjadřuje buďto absolutně f t = f [ Hz t ; Hz] nebo relativně vztaženo na frekvenci oscilátoru f f = f [ ; Hz, Hz] (kde t je čas nebo teplota pro které bylo měření prováděno) Schéma Schéma č. 1 : Navržené schéma pro měření FPCH selektivního zesilovače Jméno: JAŠEK Martin Třída: T4 Číslo projektu: 101-4R List: 2/6

Schéma č. 2 : Navržené schéma pro měření budící charakteristiky zesilovače Schéma č. 3 : Navržené schéma pro měření parametrů oscilátoru časové stability oscilátoru MP je milivoltmetr pro měření napětí nebo čítač pro měření frekvence Schéma č. 4: Schéma modulu Zesilovače-oscilátoru: Tabulka použitých přístrojů Označení v Evidenční zapojení Přístroj Typ číslo Poznámka Z ss zdroj BK 127-0 až 20V / 100mA až 1A, 23 C funkční G generátor GFG-2002C 0218 2Hz až 4MHz, U MIN = 50mV MP čítač U2000 0179b Z V=1MΩ,100MHz až 2GHz, ±1% OSC osciloskop GOS-620 10-1320/01 přesnost 3%, f MAX =100MHz mv1 mv2, MP nf milivoltmetr nf milivoltmetr BN579 0210c NV 2.85 135 Z V=1MΩ R V=1MΩ, chyby pro použité rozsahy: 100mV, 300mV : 3%, 1V, 3V, 10V : 4% R V=1MΩ, chyby pro použité rozsahy: 100mV, 300mV,1V, 3V, 10V : 2,5% Postup měření 1. Seznámení se s modulem zesilovače - oscilátoru: Nejdříve jsme si nakreslili schéma zapojení modulu. Poté jsme se obeznámili se svorkami a vývody - vstup, výstup, napájení. Na závěr jsme se dle schématu seznámili s funkcemi potenciometrů P1 a P2 a spínače SP. 2. Příprava na měření zesilovače: Použitím voltmetru V1 jsme nastavili vstupní napětí U 1 = 1V. Dle zadání a schématu jsme nastavili hodnoty potenciometrů P1 a P2. Poté jsme připojili voltmetr V1 na výstup zesilovače spolu s kanálem B osciloskopu. Na vstup jsme připojili generátor G a kanál A osciloskopu. Postupným regulováním frekvence jsme přibližně nalezli. Přesným měřením jsme jej pak nalezli přesně. 3. Měření FPCH zesilovače: Na generátoru jsme si nastavili nejnižší frekvenci. Ve vhodných krocích jsme zvyšovali frekvenci a odečítali odpovídající výstupní napětí. Poté jsme vypočítali procentní chyby měření a velikost napěťového přenosu zesilovače A U. Jméno: JAŠEK Martin Třída: T4 Číslo projektu: 101-4R List: 3/6

4. Měření budící charakteristiky zesilovače: Na vstup jsme připojili voltmetr V2. Velikost výstupního napětí jsme stáhli na minimum a zapnuli režim ATT-20dB. Postupně jsme zvyšovali vstupní napětí generátoru a zapisovali hodnotu vstupního a výstupního napětí. Jakmile jsme dosáhli maxima vypnuli režim ATT-20dB, nastavili poslední měřené vstupní napětí a pokračovali v měření. Měření jsme ukončili ve chvíli, kdy zesilovač přestal zesilovat. 5. Měření oscilátoru. Odpojili jsme vstup modulu a propojili výstup se vstupem sepnutím spínače SP. Čítačem jsme změřili frekvenci, multimetrem efektivní hodnotu napětí. Zbývající parametry jsme určili osciloskopem. 6. Měření časové stability oscilátoru: Hodnotu frekvence v čase 0 máme změřenou v předchozím bodě. Poté jsme v intervalech 1 minuta odečítali změřené hodnoty frekvence. Na závěr jsme spočítali frekvenční časovou stabilitu frekvence. Tabulky naměřených a vypočítaných hodnot Tabulka č. 2 : FPCH selektivního zesilovače. Tabulka č. 3: Budicí charakteristika selektivního zesilovače pro U 1=1V, P 1=11 a P 2=6 pro f=, P1=11 a P 2=6 f [khz] U2 [V] δ U2 [%] AU [-] U1 [V] δ U1 [%] U2 [V] δ U2 [%] 1,0 1,05 ± 11,43 % 1,05 0,05 ± 6,00 % 0,32 ± 7,81 % 1,1 1,43 ± 8,39 % 1,43 0,1 ± 3,00 % 0,84 ± 2,98 % 1,2 2,30 ± 5,22 % 2,30 0,25 ± 3,60 % 2,52 ± 2,98 % 1,25 2,59 ± 4,63 % 2,59 0,5 ± 8,00 % 2,98 ± 2,52 % 1,30 2,94 ± 4,08 % 2,94 1,35 3,15 ± 12,70 % 3,15 1 ± 4,00 % 3,10 ± 8,06 % 1,38 3,30 ± 12,12 % 3,30 2 ± 6,00 % 3,15 ± 7,94 % f0 1,40 3,25 ± 12,31 % 3,25 Tabulka č. 4: Změřené parametry oscilátoru pro kritický bod P 1=8 a P 2=6 1,45 3,12 ± 12,82 % 3,12 frekvence f OSC [khz] 1,4110 1,5 3,02 ± 13,25 % 3,02 1,6 2,96 ± 4,05 % 2,96 perioda T OSC [μs] 710 1,7 2,69 ± 4,46 % 2,69 šířka pásma B [Hz] 540 1,8 2,30 ± 5,22 % 2,30 výstupní napětí efektivní U OSC EF [V] 3,2 1,9 1,81 ± 6,63 % 1,81 2,0 1,47 ± 8,16 % 1,47 střední U OSC STŘ [V] 0 2,1 1,24 ± 9,68 % 1,24 2,3 0,66 ± 6,06 % 0,66 špička - špička U OSC PP [V] 9,0 Tabulka č. 5: Měření časové stability frekvence oscilátoru t [min] 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 f [khz] 1,4110 1,4111 1,4111 1,4117 1,4112 1,4111 1,4112 1,4112 1,4112 1,4112 1,4113 Vzor výpočtu Výpočet č. 1 : Výpočet napěťového přenosu selektivního zesilovače: A U = U 2 = 1,05 U 1 1 =1,05 Výpočet č. 2 : Určení šířky pásma selektivního zesilovače (-3dB): B= f H f H =1,76 1,22=540 Hz Jméno: JAŠEK Martin Třída: T4 Číslo projektu: 101-4R List: 4/6

Výpočet č. 3 : Výpočet procentní chyby měření milivoltmetrem mv1: M = MR U M.TP= 3 1,05.4=±11,429 Výpočet č. 4 : Výpočet časové stability frekvence: Δf f = Δf = 1,4117 1,4110 =4,961.10 2 % 1,4110 Grafy Graf č. 1 : FPCH selektivního zesilovače: 3,50 Au [V] 3,00 2,50 2,00 1,50 70,7% -3dB B 1,00 0,50 0,00 f D f H 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 f [khz] Graf č. 2 : Budící charakteristika selektivního zesilovače: 3,5 3 2,5 U2 [V] 2 1,5 1 0,5 0 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2 2,2 U1 [V] Jméno: JAŠEK Martin Třída: T4 Číslo projektu: 101-4R List: 5/6

Graf č. 3: Časová stabilita oscilátoru: 1,4118 1,4116 1,4114 f [khz] 1,4112 1,4110 1,4108 1,4106 0 2 4 6 8 10 12 t [min] Závěr Chyby měřících přístrojů 1. Chyba měření milivoltmetry: Při měření byly použity nf milivoltmery, takže s frekvencí by neměl být problém. Při pohledu do tabulek č. 2 (FPCH) a č. 4 (budící charakteristika) je patrné, že odchylky měření dosahují velice velkých hodnot. Příkladem toho je graf. č. 1 (FPCH) těsně nad hodnotou 3V, kde je odchylka měření největší (kolem 13% - měřeno bylo na rozsahu 10V) je v grafu znatelný v okolí frekvence 1,5 khz pozorovatelný ohyb způsobený právě vysokou chybou. 2. Chyba měření čítačem: Frekvence oscilátoru byla měřena čítačem aby byla dosažena maximální přesnost. Měřeno bylo pouze na nejpřesnějším rozsahu (10S), takže by měla být dosažena vysoká přesnost. Zhodnocení 1. FPCH selektivního zesilovače (Tabulka č. 2 a graf. č. 1): Z grafu je jasná činnost zesilovače kromě toho, že zesiluje také filtruje vybrané frekvence, dané jeho šířkou pásma. Křivka je mírně zkreslena vlivem vysoké odchylky měření (viz chyba měření milivoltmetry). 2. Budící charakteristika selektivního zesilovače (Tabulka č. 3 a graf. č. 2): Z Charakteristiky vyplývá, že pracovní oblast selektivního zesilovače je od 0,3 V dolů. Tedy při vstupním napětí vyšším než 0,3V se zesilovač dostává saturace, zesílení je nelineární a zesilovač zkresluje. Dolní mez zesilovače se nám nepodařilo změřit,neboť minimální výstupní napětí generátoru je 50mV. 3. Časové stability frekvenčního generátoru (Tabulka č. 5 a graf. č.3 ): Z grafu lze odvodit, že frekvence by pravděpodobně rostla. Víceméně je však předpokladatelné, že kolísání frekvence je způsobeno především mechanickými vlivy zevnějšku posunování modulu po stole, ohýbání vodičů a podob. Jméno: JAŠEK Martin Třída: T4 Číslo projektu: 101-4R List: 6/6