Teoretický úvod: [%] (1)

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

Číslo úlohy

Název úlohy

ZESILOVAČ – OSCILÁTOR

101-4R

Zadání

1. Podle přípravku nakreslete schéma zapojení selektivního nízkofrekvenčního (dále jen nf) zesilovače, označte všechny součástky a jejich jmenovité hodnoty. 2. Změřte a na PC zakreslete závislost modulu přenosu na frekvenci AU=f (f) u selektivního nf zesilovače nastavte polohu potenciometrů P1=4 a P2=8. Určete f0 a šířku psma pro pokles zesílení o 3dB. 3. Změřte a na PC zakreslete budící charakteristiku U2=f (U1) selektivního nf zesilovače s nastavenou zpětnou vazbou v polohách potenciometrů P1=4 a P2=8. Frekvenci generátoru nastavte na f0. 4. Realizuj oscilátor ze selektivního nf zesilovače vhodným propojením vstupu a výstupu. Potenciometry nastavte na P1=2 a P2=2,5 a výstup na hranici limitace. Změřte tyto parametry oscilátoru: frekvenci, periodu, rozkmit, efektivní hodnotu, střední hodnotu výstupního napětí U0. 5. Změřte krátkodobou stabilitu frekvence oscilátoru v časovém intervalu 10minut. Vypočtěte procentní stabilitu oscilátoru. 6. Sestrojte na PC graf závislosti okamžité frekvence oscilátoru na čase, použijte změřené hodnoty z bodu 5 zadání.

Poř. č.

Příjmení a jméno

2

BARTEK Tomáš

Datum měření

Datum odevzdání

Třída

Skupina

S4

1

Počet listů příprava

15.9.

22.9.

Protokol o měření obsahuje:

Školní rok

20010/11

Klasifikace měření protokol

obhajoba

10 Teoretický úvod

Tabulky naměřených a vypočtených hodnot

Schéma

Vzor výpočtu

Tabulka použitých přístrojů

Grafy

Postup měření

Závěr

Teoretický úvod: Zesilovač je elektronické zařízení, které je schopno transformací elektrické energie z vnějšího napájecího zdroje měnit parametry vstupního signálu. Jedná se o aktivní dvojbran (nelineární), který je tvořen zesilovacím prvkem a pomocnými obvody zajišťující nastavení a stabilizaci pracovního bodu.

Selektivní zesilovač splňuje všechny vlastnosti jako normální zesilovač a přidává k nim další důležitou vlastnost. Selektivní zesilovač zesiluje pouze v úzkém frekvenčním pásmu, které nastavíme pomocí kladné záporné vazby tvořené retonančním obvodem RC nebo LC. Rezonanční frekvence obvodu RC nebo LC určuje selektivní vlastnosti zesilovače. LC oscilátor je elektronický obvod Skládající se ze 2 základních funkčních bloků: zesilovače a obvodu zpětné vazby. LC oscilátory obsahují rezonanční obvod sestavený z cívky a kondenzátoru a jejich kmitočet je určen Thomsonovým vztahem: = √ Pro udržení oscilace jsou dány dvě podmínky a to: Amplitudová podmínka oscilace ≥ 1 a fázová podmínka + = 0. Pokud tyto dvě podmínky nejsou dodrženy, dochází k tlumeným kmitům.

Pro výpočet stability frekvenci používáme vzorec

=

[%]

(1)

Pro výpočet šířky pásma platí vztah

! = ℎ − $

Příjmení a jméno: BARTEK Tomáš

[%&]

Třída: S4

(2)

Číslo protokolu: 101-4R

List: 2/10

Schéma: Schéma č. 1: Schéma zapojení selektivního nf zesilovače

Schéma č. 2: Měření závislosti modulu přenosu na frekvenci a měření budící charakteristiky selektivního nf zesilovače


Třída: S4


List: 3/10

Schéma č. 3: Měření parametrů oscilátoru

Schéma č. 4: Měření stability oscilátoru v závislosti na čase


Třída: S4


List: 4/10

Tabulka použitých přístrojů: Tabulka č. 1: Použité přístroje Označení Přístroj Typ v zapojení Z Zdroj napětí BK 180 OSC Osciloskop GOS-620 Nf M BK 128 milivoltmetr M2 Čítač UC U2000 GEN Generátor RC GEN BM 534

Evidenční číslo 0180a 0650 0132 0179b 0145

Poznámka Max vst. Napětí 30V Rv=1MΩ/1kHz δ% = ± 5% -

Postup měření: 1. Zakreslení schématu přípravku - Podle přípravku překreslíme schéma zapojení 2. Měření závislosti modulu přenosu na frekvenci - Obvod zapojíme podle schématu č. 2 - Potenciometry nastavíme P1=4dílky a P2=8dílků - Regulací vstupního generátoru zjistíme f0 a zapíšeme do tabulky - Od hodnoty f0 naměříme 7 hodnot do vyšších a nižším frekvencí a zapíšeme do tabulky - Z tabulky vytvoříme graf - Z hodnoty napětí při rezonanci určíme pokles o 3dB a vypočteme šířku pásma, zapíšeme 3. Měření budící charakteristiky selektivního nf zesilovače - Obvod zapojíme podle schématu č. 2 - Frekvenci generátoru nastavíme na rezonanční hodnotu - Potenciometry nastavíme P1=4dílky a P2=8dílků - Postupně změříme hodnoty výstupního napětí a zapíšeme do tabulky - Z hodnot v tabulce vytvoříme graf 4. Měření parametrů oscilátoru - Obvod zapojíme podle schématu č. 3 - Potenciometry nastavíme P1=2dílky a P2=2,5dílků - Přepnutím přepínače zapojíme kladnou zpětnou vazbu a vytvoříme oscilátor - Postupně změříme parametry a zapíšeme do tabulky 5. Měření stability oscilátoru - Obvod zapojíme podle schématu č. 4 - V časovém intervalu 10minut měříme stabilitu oscilátoru - Vše zapíšeme do tabulky - Podle vztahu č. 1 vypočteme procentní stabilitu oscilátoru 6. Vytvoření grafu stability - Z tabulky bodu č. 5 zadání vytvoříme graf


Třída: S4


List: 5/10

Tabulky naměřených a vypočtených hodnot: Tabulka č. 2: Měření závislosti modulu přenosu Au na frekvenci Uvst=1,8V, P1=4 a P2=8dílků Au[dB] f [kHz] -15,6 1,1 -13,1 1,22 -11,1 1,32 -9,5 1,4 -8,5 1,5 -9,5 1,65 -11,1 1,75 -13,1 1,9 -15,6 2,1 -19,1 2,45 Tabulka č. 3: Měření šířky pásma selektivního nf zesilovače fd fh Šířka pásma 1,29kHz 1,78kHz 0,49kHz Tabulka č. 4: Měření budící charakteristiky f=1,5kHz, P1=4 a P2=8dílků U1 [V] U2 [V] 0,005 0,004 0,02 0,015 0,04 0,03 0,05 0,04 0,1 0,08 0,2 0,14 0,4 0,22 0,6 0,28 0,8 0,34 1 0,4 1,5 0,55 2 0,7 2,5 0,85 3 1 3,2 1,1 Tabulka č. 5: Měření parametrů nf oscilátoru P1=2 a P2=2,5dílků 1V Up-p UAVG 0V EEF 0,35 f 1,479 T 0,68ms


Třída: S4


List: 6/10

Tabulka č. 6: Měření stability nf oscilátoru t [min] f [kHz] 0 1,68 1 1,646 2 1,699 3 1,718 4 1,723 5 1,703 6 1,528 7 1,565 8 1,521 9 1,524 10 1,594 Tabulka č. 7: Výpočet procentní stability nf oscilátoru fmax 1,723kHz fmin 1,521kHz fs 1,627kHz

Vzor výpočtu: Stabilitu nf oscilátoru vypočteme podle vztahu č. 1

=

=

'() *'

= 0,12

Vzorec pro výpočet chyby měření nf milivoltmetru najdeme v manuálu

-% = ±5% Šířku pásma vypočteme podle vztahu č. 2

! = ℎ − $ = 1,782%& − 1,292%& = 0,492%&


Třída: S4


List: 7/10

Grafy: Graf č. 1: Závislost modulu přenosu na frekvenci

Graf č. 2: Budící charakteristika selektivního nf zesilovače


Třída: S4


List: 8/10

Graf č. 3: Graf stability nf oscilátoru v závislosti na čase


Třída: S4


List: 9/10

Závěr: a) Chyby měřících přístrojů M… Procentní chyba měření byla maximálně ±5%

b) Zhodnocení Kompletní schéma přípravku s popsanými součástkami a uvedenými jmenovitými hodnotami je v sekci schéma Šířka pásma selektivního nf zesilovače je 0,49kHz, rezonanční frekvence selektivního nf zesilovače, při nastavení P1=4 a P2=8dílků, je 1,5kHz. Budící charakteristika selektivního nf zesilovače, při nastavení P1=4 a P2=8dílků, je téměř lineární. Frekvence generátoru byla nastavena na rezonanční tj. 1,5kHz Parametry nf oscilátoru, při nastavení P1=2 a P2=2,5dílku, byly: T= 0,68ms, f=1,470kHz, UEF=0,35V, UAVG=0V, UPP=1V Krátkodobá stabilita nf oscilátoru činila 0,12 Z tabulky vytvořené v 5. bodě jsme nakreslili graf stability v závislosti na čase. Nf oscilátor měl poměrně dobrou stabilitu.


Třída: S4


List: 10/10

Teoretický úvod: [%] (1)

Recommend Documents