2. MÉRÉS Poto Board 4. mérőkártya (Rádiós és optikai jelátvitel vizsgálata)
COM 3 LAB
BMF-Kandó 2006
2
A mérést végezte: A mérés időpontja:
……………………………………………………… ………………………………………………………
A mérésvezető tanár tölti ki! Mérés vége:
………………………….
Tartalom Bevezető ………………………………………………………………………………. Kezelési útmutató a Com3Lab szoftverhez …………………………………………….. ProtoBoard 4. mérőkártya felépítése …………………………………………………... Mérési feladatok a ProtoBoard 4. mérőkártyához ……………………………………….
Proto Board 4.
3 4 10 13
BMF-Kandó 2006
3
Bevezető A Proto Board 2. mérőkártya olyan áramköri egységeket tartalmaz, melyek a jelen használatos vezetékes analóg és digitális, mind pedig a GSM technikában is használatosak. Ezek a DTMF (Dual Tone Multi-Frequency) hangfrekvenciás kódok, melyek két frekvencia összegéből jönnek létre. A DTMF jelzés paramétereire a CCITT Q23 ajánlás tesz javaslatot. Elterjedése a nyomógombos telefonkészülékek bevezetése után jött létre. Előnye az volt, hogy hurokmegszakítás nélkül könnyen, gyorsan lehetett tárcsázni. Később a különböző telefonos szolgáltatások is megjelentek (üzenetrögzítő kezelés, híváskezelés, átkapcsolás, stb.), melyeket a DTMF hangok segítségével lehetett elérni.
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
4
Kezelési útmutató a COM3LAB-programhoz A COM3LAB mérőobjektum három fő részre bontható: • • • •
• •
Mérőkeret Mérőpanel Számítógép (PC)
A mérőkeret, mely a számítógéphez csatlakozik, tartalmazza a funkciógenerátort, tápegységet, digitális multimétereket, oszcilloszkópot, logikai analizátort. A beépített műszerek kezelőfelülete nagyrészt megtalálható a mérőkereten, kimeneti, és bemeneti paraméterei beállíthatóak. Kivételt képez az oszcilloszkóp. Itt csak a bemeneti csatlakozási pontok vannak kialakítva, kezelése a számítógépes program segítségével történik. A mérőkerethez csatlakoztatható mérőpanelen a mérendő áramkörök vagy áramköri elemeken kívül, a funkciógenerátor szimmetrikus kimenetei, valamint a tápegység feszültségkimentei is megtalálhatóak. A számítógépen futó Windows alapú program segítségével könnyen beállítható minden mérőműszer bemeneti-, valamint a generátorok kimeneti paraméterei. A műszerek teljes kezelőfelülete egyetlen megfelelő ikonra kattintással előhozható, és paraméterei azonnal megváltoztathatóak. Az oszcilloszkóp képernyője “tetszőleges méretben” nagyítható, így megkönnyítve az ábra kiértékelését. A mért eredmény elmenthető, vagy kinyomtatható.
Kezelőfelületek, mérőműszerek A képernyő jobb alsó sarkában található kezelőgombok az előre elkészített Demó felvételek lejátszására szolgálnak. A kék nyilak használata megegyezik a hagyományos “magnetofonok” kezelőszerveivel.
Rákattintva a súgót olvashatjuk A COM3LAB program bezárása, kilépés Hangszóró ki- és bekapcsolása Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
5 Mérésünk során a különféle mérőműszereket, generátorokat, a bal alsó sarokban a megfelelő ikonra rákattintva tudjuk előhozni. A felső két sor a műszereket, az alsó a segédeszközöket tartalmazza.
Oszcilloszkóp Az oszcilloszkóp a mérőkereten csak a csatlakozási felületeket tartalmazza. Két bemeneti pont “Y1; Y2 ”, valamint a földpontot “COM”. A kezeléshez szükséges összes beállítást csak a számítógép képernyőn végezhetjük el. Az oszcilloszkóp az ikonra kattintva hozható elő. Ekkor két ablak jelenik meg: Az egyik a kezelőfelületet tartalmazza, a másik az oszcilloszkóp képernyőjét. A képernyő mérete változtatható hasonló módón, mint a windows-os ablakok. (a szélét vagy a sarkát megfogva tetszés szerinti méretre húzzuk.)
A kezelőablak tartalmazza a bemenetek (Y1;Y2) paramétereinek megváltoztatásához szükséges “kapcsolókat”: Időalap, bemeneti osztó, Y1 és Y2 görbe eltolását a 0 szinthez képest pozitív és negatív irányba, a bementek kiválasztását Y1, Y2, vagy egyszerre mind a kettő, valamint a triggerelés kiválasztását.
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
6
A mérendő jelalak megjelenítése (futtatása). Ekkor a mintavételezés megindul és a bemenetre kerülő jelalak “képe” megjelenik az oszcilloszkóp ablakban. A jelalak futásának megállítása “tároló üzemmód”. A jelalak kiértékeléséhez, vagy nyomtatásához célszerű megállítani a mintavételezést. Ekkor az utolsó mintavételezett jelalak a képernyőn “kimerevítve” megmarad. Ebben az esetben használható a nagyítás, nyomtatás.
A jelalak nagyítása: Rákattintva az ikonra kinagyíthatunk kisebb részleteket. Az egér bal gombjának megnyomásával kijelöljük a nagyítandó terület egyik sarkát, majd folyamatos nyomva tartás mellett a másik, átellenes pontját is. Ekkor a kiválasztott terület nagyobb méretben jelenik meg.
Az oszcilloszkóp képernyőjének vágólapra helyezése: Az ikonra kattintva az éppen aktuális szkóp ábrát ún. vágólapra helyezzük, melyet a Windows grafikus programjai kezelni tudnak. A “kivágott” ábrát felhasználhatjuk más célokra is. Pl. beiktathatjuk szöveges dokumentációk, közé vagy kinyomtathatjuk. Ha rákattintunk a vágólap ikonra, és utána a főmenü printer ikonjára, a nyomtatás azonnal megkezdődik. (ekkor csak a szkóp ablakot nyomtatja ki.)
Súgó: Információt kapunk a kezeléshez szükséges ikonokról, kezelőfelületekről.
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
7
Markerjelek: Az oszcilloszkóp ablak négy oldaláról markereket húzhatunk be a kíván helyre, ezzel megkönnyítve az ábra kiértékelését. Az egér bal gombjának megnyomásával, és nyomva tartásával, a keret széléről behúzzuk a markert a kívánt helyre. És leolvassuk a számszerűen megjelenített értéket
Technikai adatok: Időalap: Bemenet Y1, Y2: Triggerelés:
10μs – 500ms /osztás 20mV – 5V / osztás (mintavételezés 8bit) Y1,Y2, külső, automatikus
Digitális analizátor
Frekvenciamérő A frekvenciamérő a digitális analizátor bemenetére kerülő jelet vagy az oszcilloszkóp Y1, Y2 vagy a triggerbemenetére érkező jelet mutatja. “R” gomb a számláló nullázása, az “M” gomb a frekvenciamérőt és az impulzusmérőt váltja.
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
8
Bitbox
Digitális multiméter A mérőkeretben két teljesen megegyező digitális multiméter található: Multiméter 1 és multiméter 2. Ezek egymástól teljesen független működésűek Bemeneti paraméterei tetszés szerint beállítható a mérőkereten és a számítógépen is. Számítógépes megjelenítése lehet digitális vagy analóg kijelzésű.
Technikai adatok: Feszültség mérés: Áramerőség mérés: Ellenállásmérés:
Proto Board 4.
2V és 20V méréshatár, vagy beállítása automatikus. 200mA és 2A méréshatár, vagy beállítása automatikus. 2kΩ, 20kΩ, 200kΩ, 2MΩ méréshatár, Vagy automatikus.
BMF-Kandó 2006
9
Funkciógenerátor Hasonló képen a beállításokat elvégezhetjük a mérőkereten a kezelőgombok segítségével, vagy a számítógépen a “Funkciógenerátor” ablakban. Csatlakozási felületek a mérőkereten “+Uout; COM”, valamint a mérőpanelen szimmetrikus kimenet (+Uout; -Uout ; és COM).
• Beállítható a kívánt frekvencia • Kimeneti szint (V) • Jelalak típusa
Az ablakban a jelalak kiválasztását: a jelalak melletti gombra klikkelve választjuk ki, a különböző beállításokat numerikus adatként is beírhatjuk, de a mellette elhelyezett gördítő sávon, az egér segítségével jobbra ill. balra mozgatással is elvégezhetjük. Technikai adatok: Kimeneti frekvencia: Kimeneti szint: Áramszint: Jelalak:
Proto Board 4.
0,5Hz – 100kHz max. 10V, szimmetrikus kimenet esetén ±10V (20V) max. 250mA Szinusz, Négyszög, Háromszög, Egyen
BMF-Kandó 2006
10
A mérőkártya felépítése. • Tápegység A mérőkeretbe helyezhető ProtoBoard 2. mérőpanel három féle fix feszültségszintet szolgáltat a különböző aktív áramkörök, ill. áramköri elemek tápellátásához. +15V ; +5V ; -15V. A mérőpanelen elhelyezett aktív áramkörök tápellátása a folyamatos, külön tápcsatlakoztatást nem igényelnek. • Funkciógenerátor A funkciógenerátor kimenetei megtalálhatóak a mérőpanelen is. Technikai paramétereiben csak az (+Uki ) feszültségkimenet változott meg. +Uki = Uki/30 • • • • • •
DTMF kódadó DTMF kódvevő Sáváteresztő szűrő Oszcillátor 1-3. Frekvenciaösszegző Hangfrekvenciás erősítő A mérőkártya felépítése
Tápegység kimenetek
Infa vörös adó
Rádiófrekvenciás adó
Proto Board 4.
Funkciógenerátor kimenetek
Infra vörös vevő
Rádiófrekvenciás vevő
BMF-Kandó 2006
11 A Mérőpanel áramkörei Infra vörös adó kapcsolási rajza
Infra vörös vevő kapcsolási rajza
Mérési feladatok 1. Infravörös adó-vevő mérése
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
12 Rádiófrekvenciás adó kapcsolási rajza
Rádiófrekvenciás vevő kapcsolási rajza
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
13
Mérési feladatok • Mérje meg és ábrázolja az infravörös adó-vevő pár átviteli karakterisztikáját a kapcsoló az M1-es állásában úgy, hogy az adó bemenetére 5Vpp négyszögjelet ad. Az átvitelt a vevő DC kimentén vizsgálja meg és mérést olyan frekvencia értékeken végezze el, hogy a kapott karakterisztika értelmezhető és ábrázolható legyen.
f (Hz) a (db)
a (dB)
f (Hz)
………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
14 • Az előző méréshez hasonlóan mérje meg és ábrázolja az infravörös adó-vevő pár átviteli karakterisztikáját a kapcsoló mindhárom állásában úgy, hogy az adó bemenetére 5Vpp négyszögjelet ad. Az átvitelt a vevő AC kimentén vizsgálja meg és mérést olyan frekvencia értékeken végezze el, hogy a kapott karakterisztika értelmezhető és ábrázolható legyen. Írja le mit tapasztalt a mérés során. Led áramok a kapcsoló állása szerint M1=1mA M2=10mA M3=100mA f (Hz) M1 a (db) M2 a (db) M3 a (db) a (dB)
f (Hz)
………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………….
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
15 2. Infravörös adó-vevő átviteli karakterisztika mérése különböző közegeken keresztül • Tegyen az adó dióda és a vevő közé különböző átvitelbefolyásoló plexi lemezeket és mérje meg a csillapításokat egy kiválasztott frekvencián. AC ki
Adat be
Infravörös adó
Infravörös vevő
Jelformáló
DC ki
Csillapító közeg
Anyag fajtája
f(Hz)
Csillapítás (db)
1. anyag 2. anyag 3. anyag Írja le mit tapasztalt a különböző átvitelbefolyásoló közegek használatakor. ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
3. Rádiófrekvenciás adó-vevő pár mérése • Adjon az RF adó bemenetére 5Vpp-os négyszögjelet majd mérje meg az adó-vevő pár átviteli sávszélességét az RF vevő digitális kimentén. A sávszélességet frekvenciában és boudrate-ben is írja le! ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
16 • Az RF adó kikapcsolt állapotában mérje meg a vevő analóg kimenetén a jelet. Írja le mit tapasztal? Rajzolja le a jelalakot! ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
5*. Vizsgálja meg az adó jelét spektrum analizátor segítségével •
Spektrum analizátor segítségével Határozza meg az adó frekvenciáját
………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… •
Ábrázolja a jelalakot
•
Határozza meg a moduláció típusát és nagyfrekvenciás sávszélességét.
………………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………………………………
Proto Board 4.
BMF-Kandó 2006
