STŘEDÍ ŠKOLA ELEKTROTECHICKÁ FREŠTÁT p. R. Jméno: JA JUREK Podpis: ázev měření: MĚŘEÍ A IMPULSÍCH OBVODECH Zkoušené předměy: AKO v ranzisorovém zapojení AKO s časovačem E 555 Třída: E4B Skupina: Číslo měření: Změřeno dne: 0..008 Vyučující: So Funkce při měření: zapisovael Schémaa: Spoluměřící: Knapek, Konupka Poznámky učiele: Známka: Daum:
ÚKOL MĚŘEÍ:. Sezname se s činnosí časovače E 555 ve unkci AKO, odvoďe vzorce pro výpoče generovaného kmioču a šířky impulsu.. Sezname se s činnosí AKO v ranzisorovém zapojení.. Ověře unkce AKO osciloskopem a zjisěe závislos kmioču na napájecím napěí. Vynese graicky δ = (U CC ). 4. Změře srmos násupné a sesupné hrany osciloskopem v rozmezí 0% - 90% signálu. Dále změře šířku impulsu. Kopie obrazovky s příslušnými průběhy vyiskněe. Porovneje vlasnosi a kvaliu provedení AKO. 5. Při jmenoviém napěí změře kmioče AKO s E 555 pomocí osciloskopu a číače a sanove chybu měření kmioču osciloskopem. Podobně sanove chybu rekvence z hodno R,C. Hodnoy rezisorů změře. Jako správný údaj bere hodnoy číače. POUŽITÉ PŘÍSTROJE: Označení ázev a yp přísroje v.č. Doplňující údaje STATRO TYP 9. 07005 ZDROJ STATRO TYP 50 00900 V-mer OSCILO. Číač Digiální mulimer METEX 4640A BF90059 ± (0,05 % o rdg + d) Digiální mulimer METEX 4640A AC00 ± (0,05 % o rdg + d) Osciloskop DSO06A Osciloskop Tekronix T DS 0 C477605 B046069 Digiální číač Goldsar 4055 Digiální číač Goldsar 4057 POSTUP MĚŘEÍ: AKO v ranzisorovém zapojení připojíme do obvodu podle schémau. a zdroji nasavíme 5V (uo hodnou bychom neměli překračova abychom AKO nepoškodili. Od éo hodnoy snižujeme napěí po V až do hodnoy kdy ješě AKO pracuje a při každé hodnoě napěí odečíáme rekvenci signálu. ásledně nasavíme zdroj zpě na hodnou 5V a pomocí osciloskopu zobrazíme náběžnou a sesupnou hranu signálu vycházejícího z AKO a aké šířku impulsu signálu. Všechny ři zobrazení jsme vyiskli a přiložili k prookolu. Z naměřených hodno pak následně vypočeeme pro každou naměřenou hodnou rekvence procenní rozdíl (chybu) oproi normálové rekvenci při napěí 5V a sesrojíme z nich gra. AKO s časovačem E 555 měříme obdobně. Opě odečíáme hodnoy rekvence při měřených napěích. Zobrazíme a vyiskneme násupnou a sesupnou hranu a šířku impulsu při 5V. Vypočeme rozdíly rekvencí oproi normálové a sesrojíme gra. avíc však změříme rekvenci při 5V na osciláoru a vypočeme chybu měření osciloskopu kdy jako normálovou bereme hodnou na číači při 5V. Dále změříme akuální hodnou nasavenou na rezisoru R (mezi 470Ω 0 kω). Ze vzorce pro rekvenci pak vypočíáme eoreickou hodnou rekvence a následně sanovíme chybu obvodu přičemž jako normálovou bereme hodnou naměřenou na číači při 5V.
TABULKY AMĚŘEÝCH A VYPOČTEÝCH HODOT: AKO v ranzisorovém zapojení U CC [V] F [Hz] δ[%] 5 958,8 4,66 4 908,7 5,0 858, 7,70 807, 0,09 756,,5 0 704,4 4,8 9 686,8,9 8 684,4,8 7 68,4,8 6 677,5 0,80 5 67, 0,00 4 664, -,8 65, -,09 66,6-6,77 560,9-6,55 AKO s časovačem E 555 U CC [V] F [Hz] δ[%] 5 7,7 0,7 4 7,5 0,70 7, 0,67 7, 0,66 70,9 0,6 0 70,6 0,58 9 70, 0,5 8 79,8 0,47 7 78,9 0,4 6 77,9 0, 5 76,4 0,00 4 7,6-0,9 77,9 -,7 Ad. AKO s časovačem E 555: rekvence odečená z osciloskopu = 76 Hz PŘÍKLAD VÝPOČTU: Odvození (pro AKO s E 555): - doby nabíjení kondenzáoru: Obecně: u ( ) c [ u u ] e = u( ) ( o ) ( ) U uc( ) = U + U e uc ( ) = U U e u c ( ) = U e konkréně: U = U e e = ln = = ln = ln - doby vybíjení kondenzáoru: Obecně: u ( ) c [ u u ] e = u( ) ( o ) ( ) uc( ) = 0 + U 0 e uc( ) = U e konkréně: U = U e e = ln = = ln = ln - periody signálu: T T = + = ln ( + ) = ln [( R + R ) C + R C] T = ln C ( R + R ) T = 0,69 ( R + R ) C - rekvence AKO: = T = 0,69 ( R + R = 745,7 Hz = 0,69 (875 + 000) 80 0 ) C 9
Odchylka rekvence: - AKO v ranzisorovém zapojení 908,7 67, δ = 00 = 00 = 5,0 % 67, - AKO s časovačem E 555 7, 76,4 δ = 00 = 00 = 0,67 % 76,4 Chyba měření osciloskopem (u AKO s časovačem E 555; ormálová rekvence odečená z číače = 76,4 Hz) δ osc = 76 76,4 00 = 00 = 0,055 % 76,4 Chyba obvodu (u AKO s časovačem E 555; ormálová rekvence odečená z číače = 76,4 Hz) 745,7 76,4 δ o = 00 = 00 =,66 % 76,4 ZHODOCEÍ: Z naměřených hodno a graů vyplývá že u AKO v ranzisorovém zapojení je doba změny (náběhu) do logické mnohem delší (700 µs) než u AKO s obvodem E 555 ( µs). Hodnoy u sesupných hran se v podsaě podobají (AKO s ranzisory 80ns; AKO s E 555,7ns). Oba obvody se aké chovají jinak v závislosi na přiloženém napěí zaím co u AKO v ranzisorovém zapojení je chyba rekvence naměřená při 5 V 4,66 % oproi normálové, u AKO s E 555 je o pouze 0,7 %. U AKO s razisory se aké chyba při různých napěím razanně mění zaímco U AKO s E 555 se drží éměř vždy pod %. AKO s E 555 však již není schopen pracova při napěích nížších než V, oproi omu AKO s ranzisory pracuje až do V napájecího napěí. Chyba rekvence změření na osciláoru byla oproi rekvenci na číači je 0,055%. Chyba eoreické rekvence obvodu (u AKO s E 555) vypočená z hodno součásek je oproi změřené rekvenci na číači,66%. Z uvedených hodno a průběhů můžeme za lepší považova AKO s časovačem E 555, proože je schopen generova přesnější kmiy (díky rychlé náběžné hraně) a změna napájecího napěí způsobuje jen neparnou odchylku rekvence. Jako výhodu AKO v ranzisorovém zapojení oproi AKO s E 555 bychom mohli uvés možnos pracova i při napěích nižších než V.
ZÁVISLOST ODCHYLKY KMITOČTU A APÁJECÍM APĚTÍ U AKO S ČASOVAČEM E 555 δ [%] 0,5 δ = (U CC ) 0-0,5 0 4 6 8 0 4 6 Ucc [V] - -,5 δ [%] 50 40 ZÁVISLOST ODCHYLKY KMITOČTU A APÁJECÍM APĚTÍ U AKO V TRAZISTOROVÉM ZAPOJEÍ δ = (U CC ) 0 0 0 0-0 0 4 6 8 0 4 6 Ucc [V] -0
ÁSTUPÁ HRAA SIGÁLU V OBVODU E 555 SESTUPÁ HRAA SIGÁLU V OBVODU E 555 ŠÍŘKA IMPULSU V OBVODU E 555