wejscie5 lepsze bo wieksze

1 δU = (1,11/k)-1 = 0,019 = 2%
2 δU = ka/2
0.5
- 1 = -0,134 = -13,4%
3 Ze wzoru na charakterystykę prądowo-napięciową diody można wnioskować,
że napięcie progowe czyli napięcie od którego dioda zacznie przewodzić wynosi
0,7 V natomiast jej rezystancja w momencie przewodzenia wynosi 0,4 Ohm.
Charakter tego prostownika dwupołówkowego sprawia że ujemna połówka
sygnału zostanie przeniesiona nad oś OX w związku z czym miernik
magnetoelektryczny zareaguje na wartość amplitudy. Należy wyznaczyć wartość
średnią prądu płynącego w obwodzie która jest równa wartości prądu
zakresowego miernika. Io = Iz . Ponieważ woltomierz jest wywzorcowany do
wartości skutecznej, więc dla Uz = 3 V powinien płynąć prąd w obwodzie
miernika równy Io.
Opór woltomierza Rv to suma oporów : oporu cewki miernika, oporu, który
stawiają diody i oporu rezystora dekadowego, którego przecież wartość mamy
obliczyć.
Iz = 3mA = 0,003A
Rd – opór dekady = ?
Ra – opór miernika = 20 Ohm
Rp – opór diod w kierunku przewodzenia – w mostku Graetz’a są po dwie diody
na każdą połówkę sygnału więc opór Rp = 2* 0,4 Ohm = 0,8 Ohm
Io = Iz = Uz/Rv z tego Rv = Uz/Iz
Rv = Rd + Ra + Rp
z
tego Rd = Rv – ( Ra + Rp )
Jednakże pod napięcie Uz nie można podstawić 3 V lecz 3 V – 2*0,7 V co daje
1,6 V, ponieważ po drodze następuje spadek napięcia na nieidealnych diodach w
mostku. To co dojdzie do miernika w rzeczywistości nie będzie amplitudą sygnału
( który jest przecież po wyprostowaniu prądem stałym) pierwotnego .
Ostatecznie więc:
Rd = 1,6V/0,003A – ( 20 Ohm + 0,8 Ohm ) = 512,5(3) Ohm
4 Jeśli przyjąć że diody są idealne to nie ma na nich spadku napięcia i w
momencie przewodzenia mają rezystancję zerową więc do tego samego wzoru
podstawiamy „czyste” Uz = 3V oraz samą rezystancję miernika bez dołączonej
szeregowo rezystancji diod.
Rd = 3V/0,003A – 20 Ohm = 980 Ohm
5 Jeśli składowa stała sygnału będzie większa niż amplituda sygnału to wtedy
cały sygnał będzie nad osią OX ( lub pod dla odwrotnego podłączenia diody i dla
ujemnej składowej stałej ) i będzie możliwe poprawne zmierzenie wartości
średniej wyprostowanej. Jeśli składowa stała będzie nieco mniejsza od amplitudy
to wtedy dioda obetnie ujemną część sygnału ( lub dodatnią część dla
odwrotnego podłączenia diody ) i obliczana wartość średnia będzie zaniżona w
stosunku do rzeczywistej wartości średniej wyprostowanej – czyli nie będzie
możliwe poprawne zmierzenie wartości średniej wyprostowanej.
W innym przepadku cały sygnał z dużą składową stałą może znajdować się pod
osią OX, więc wartość średnia wyprostowana byłaby nad osią OX ( moduł we
wzorze ) ale dioda może przepuszczać tylko dodatnie fragmenty sygnału czyli w
tym przypadku nie przepuści nic więc miernik pokaże 0 co będzie nieprawdą.
Odpowiedź więc brzmi, że jest możliwe poprawne zmierzenie wartości średniej
wyprostowanej ale tylko w określonych warunkach np. gdy cały sygnał ze
składową stałą jest nad osią OX oraz dioda przepuszcza tylko dodatnie fragmenty
sygnału.
6 Tak może. Prostownik wartości szczytowej pobiera małe ilości energii z jednej
lub drugiej połówki sygnału i to od wartości napięcia przewodzenia diody w
prostowniku czyli jakichś 0,7V – wtedy kształt sygnału może się zmienić,
amplituda może lekko zmaleć, itp. Zmiany mogą być większe gdy wydajność
źródła jest mała i nawet niewielki pobór mocy z tego źródła wpływa na
odkształcenie przebiegu.
7 Gdy podłączymy kondensator poprzez diodę do napięcia o amplitudzie 50V (
mowa o prostowniku wartości szczytowej w układzie szeregowym ) wówczas
kondensator naładuje się do tych 50V ( załóżmy że kondensator ładuje się
dodatnią połówką sygnału ) . Gdy funkcja zacznie opadać ( sinusoida ) wtedy
kondensator nie jest już ładowany przez diodę. Jednak w tym momencie dioda
jest polaryzowana w kierunku odwrotnym i zaczyna się na niej odkładać napięcie
międzyszczytowe, któremu stawia opór ale tylko do wartości napięcia równemu
maksymalnemu napięciu przebicia ( czyli wtedy kiedy złącze typu P-N *positivenegative poddaje się i następuje ruch elektronów w diodzie także w drugim
kierunku czyli „pod prąd” ) czyli 100V ( międzyszczytowe ). Wniosek taki, że przy
50V, na diodzie podczas opadania wykresu sygnału odkłada się aż 100V co jest
granicą jej wytrzymałości, więc amplituda tego sygnału powinna być mniejsza niż
połowa napięcia przebicia.
8 W tym zadaniu odpowiedź jest ta sama, różnica polega tylko na tym, że
kondensator jest rozładowywany przez opór powstały z równolegle połączonej
rezystancji wejściowej miernika i oporu diody w kierunku zaporowym,
połączonych szeregowo z oprem wewnętrznym źródła sygnału. Reszta się nie
zmienia bo dioda w dalszym ciągu jest podłączona szeregowo poprzez diodę.
arysować prostowniki wartości szczytowej w układzie równoległym i
szeregowym, narysować przebiegi napięć na wyjściu tych prostowników, napisać
jakie napięcie musi wytrzymywać dioda.
U=pierw(2)*Um
Um=I*Rd+Uz
I=Uz/Rv
ostatecznie Rd=[(Um*pierw(2)-Uz)*Rv]/Uz
gdzie Um to tak naprawde zakres jaki trzeba ustawic Uz to zakres woltomierza
LM3
Rv to rezystancja woltomierza LM3 zalezna od wartosci napiecia Uz ze wzoru
1000om/V*Uz
tau=Rv*Cx -> Cx=tau/Rv tau, Um, Uz jest podane
opornik dekadowy nalezy podlaczyc szeregowo z LM3 za pomoca kabla z jednej
str BNC a z drugiej zwykle kabelki do zdaje sie wyjscia plytki (ale tu nie jestem
juz taki pewien moze byc i wejscie ale to powinno w praniu wyjsc) tzn strone z
BNC kabla wlaczamy do plytki druga str kabla: jeden kabelek do dekady drugi do
LM3 i jeszcze jednym zwyklym kabelkiem laczymy wolne zaciski dekady i LM3
1. podaj definicję wartości skutecznej
2. Opisz zasadę działania i błąd częstotliwości przetwornika wartości
szczytowej(dowolnego).
na wejsciu jest sobie sygnal sinusoidalny od 7 do -1 V
i sa sobie 4 uklady z dioda i kondensatorem, 2 szeregowe i 2 rownolegle
narysowac jak bedzie wygladal sygnal na wyjsciu
odp: przy szeregowym na wyjsciu bedzie stala wartosc 7 albo -1 (zaleznie od
polaryzacji) a przy rownoleglym sygnal bedzie "dosuniety" gora lub dolem do osi
OX (warto tez zaznaczyc linia przerywana wartosc srednia)
podaćdefinicjęwartości skutecznej prądu i(t)
WEJŚCIÓWKI
2a: omówić działanie przetwornika szczytowego szeregowego
2b: podać główną różnicę między aktywnym a pasywnym przetwornikiem
1.Na wejscie sygnal: 5+6sinwt [V]. Zastosowano prostownik wartosci
szczytowych rownolegly. Narysowac wykresik oraz podac wartosc napiecia
pokazana przez miernik.
2.Ten sam sygnal, tylko prostownik szeregowy, nie trzeba bylo rysowac, podac
wartosc na mierniku,
1. sinusoida od -3V do 5V
stan ustalony (bez ladowania kondensatora na poczatku)
4 wykresy (szeregowy i równoległy, obie polaryzacje)
2. narysowac schemat V szczytowego szeregowego i rownoleglego + co wskaze
woltomierz magnetoelektryczny.
1. wzor na napiecie skuteczne i srednia wyprostowana
2. 5 z pyt kontrolnych
3. podac sposob wyznaczenia nieliniowosci pomiaru(?)
Był podany sygnał prostokątny(e=0.5), jego dolna wartość to -1, a górna 5.
Narysować sygnał jaki powstanie w prostowniku jednopołówkowym i
dwupołówkowym.
Podać co wskaże woltomierz magnetoelektryczny podłączony do tych
prostowników.
( odpowiednio 2,5V i 3V)
trzeba bylo narysowac schemat prostownika wartosci szczytowej równoleglego i
szeregowego (to bylo malo zaskakujace). ponadto narysowal na tablicy wykres
sygnalu trojkatnego i trzeba bylo narysowac jak bedzie wygladal sygnal po
przejsciu przez kazdy z w/w prostowników i co wskaze woltomierz
magnetoelektryczny podlaczony do tego prostownika.
1. Narysować schemat prostownika dwupołówkowego i przebieg sygnału na
poszczególnych elementach.
(potem jak omawiał, okazało się, że nie tylko możliwym mostek Gretza był
rozwiązaniem ale też układ transformatorowy w którym były dwa sygnały
przesunięte o pi/2)
2. Jakiego przetwornika należy użyć do pomiaru wartości składowej zmiennej i
dla czego?
(w skrócie prostownik szczytowy w układzie równoległym, bo kondensator usuwa
składową stałą)
Kilka rad:
5.5.2
warto dać na generatorze f=1kHz, Um=10V, a na oscyloskopie 0.2 ms/dz, 5V/dz,
ustawcie sobie tak poziomą position, żeby wszystko pasowało w kratki - szybciej
się rysuje. Przy prostowniku wartości średniej lepiej oscylogramy narysować w
domu, bo wyglądają dokładnie tak, jak powinny w teorii, przy prostownikach
szczytowych KONIECZNIE na każdym oscylogramie umieścić obydwa sygnaływejściowy i wyjściowy, do tego napisać jakie paramtery (f, c, r) były dla nich. Ja
zrobiłem dla każdego prostownika szczytowego 5 oscylogramów:
pierwszy bez psujących go parametrów (f=1kHz, c=1.5 mikroF (wbudowany),
r=0)
drugi ze ZMNIEJSZONĄ częstotliwością (ja zwiększyłem i nic się nie zmienia - za
to mi ciachnął punkty)
trzeci ze zmniejszoną pojemnością (u mnie był taki sam jak pierwszy niezależnie
czy dawałem kondensator najmniejszy, czy największy - w protokole napisałem o
najmniejszej pojemności)
czwarty i piąty z obciążeniem odpowiednio R1 i R2
5.5.3a
Mogliśmy sobie wybrać dowolne napięcie i natężenie zakresow, ja wybrałem 7.5
mA i 5 V (dla takiego zakresu opór A-mierza wynosi 3 Ohm). Opór dekady dla
tych ustawien wynosił: Rd=(5V/(k*7.5 mA))-3 Ohm=597 Ohm. Charakterystyka
przetwarzania to linia prosta biegnąca od (0, 0) do (5V, 7.5 mA) oś X - napięcie,
oś Y natężenie (to co w Duszy na stronie 184)
5.5.3b
Tego nie miałem, ale Rd=Rv(ka-1)
5.5.4 (to dla 5.5.3a woltomierza zrobię)
Tutaj się okaże, że woltomierz o zaniżał wyniki, bo miał opór, którego nie
braliśmy pod uwagę. Trzeba na generatorze dać mu takie napięcie, żeby
wskazówka poszła na sam koniec podziałki i potem nie ruszając generatora
podłączyć go do multimetru - wskaże 6.8V co jest rzeczywistym napięciem
zakresowym. Żeby napięcie zakresowe było zgodne z zamierzonym, należy
podłączyć generator do multimertu i wybrać napięcie żeby było dokładnie 5V,
później go przełączyć do naszego woltomierza (wskazówka będzie gdzieś tak w
2/3 podziałki i tak zmniejszać opór dekady, żeby wskazówka poszła na koniec
podziałki (u mnie było to 377 Ohm na dekadzie chyba). Charakterystyka
rzeczywista jest bardzo prosta do zrobienia - dajesz na generatorze 5V (musi być
podłączony do multimetru) i przełączasz do naszego woltomierza i sprawdzasz ile
działek pokaże - tą czynność powtórzyłem dla (0.5V, 1V, 1.5V, 2V, 3V, 4V, 5V) i
był zadowolony (trzeba zagęścić pomiary przy małych napięciach) Później trzeba
przerysować to na wykres działki(napięcia). Można też jak się ma czas narysować
jak duże jest przekłamanie nieliniowości od naopięcia (różnica między idealną a
rzeczywistą w zależności od napięcia. Jak jeszcze starczy czasu to szybko
podziałkę nieliniową z tych danych co mierzyliśmy i da się to skończyć przed
czasem!
- jak wcześniej wspomniane, cacy jest sygnał 1khz, 10V amplituda i oscyl 5V/dz i
0.2ms/dz
- napięcie na wyjściu prostownika szczyt. szeregowego będzie trochę zaniżone,
wynika to z faktu, że dioda zast. w układzie nie jest idealna i występuje na niej
spadek napięcia (równy tej różnicy)
- cała grupa miała do zrobienia woltomierz z 5.5.3a (wart. średniej). Mieliśmy
uzasadnić dlaczego korzystaliśmy z prostownika pasywnego, a nie aktywnego.
Sam nie wiem, chyba nie ma to większego znaczenia, z prostow. pasywnym
wiadomo co i jak podłączyć
Podczas laborki należy zwrócić uwagę na wyskalowanie woltomierza. Podziałka
będzie nie liniowa. Robimy to w ten sposób że robimy charakterystykę działki/napięcie (napięcie odczytujemy z woltomierza cyfrowego podłączonego do
źródła) i patrzymy ile działek wypada dla całkowitych wielkości napięcia. Na skali
muszą być "okrągłe" wielkości tzn liczby całkowite, ewentualnie dodatkowo
połówki, natomiast odstępy między nimi nie muszą być równe. Nie można tego
zrobić tak że bierzemy "okrągłe" działki z woltomierza podłączonego do
prostownika i przypisujemy im wartości z woltomierza podłączonego do źródła...