Badanie aktywnych i pasywnych przetworników skali.

Transkrypt

1 - /' c- " Æwiczenie Badanie aktywnych i pasywnych przetworników skali. 1. Cel æwiczenia. Celem æwiczenia jest praktyczne poznanie, zbadanie i weryfikacja parametrów aktywnych przetworników skali. Pomiary nale y wykonaæ na wybranych wzmacniaczach pomiarowych przy pomocy przystosowanego do tego celu urz¹dzenia jakim jest tester statycznych parametrów wzmacniaczy operacyjnych i pomiarowych znajduj¹cym siê w wyposa eniu laboratorium. 2. Program æwiczenia. Pomiary nale y przeprowadziæ na wybranych wzmacniaczach operacyjnych. Przyk³adem mog¹ byæ scalone wzmacniacze operacyjne tj.: UA741, TLO71, NA04 i inne. W pierwszej fazie nale y zapoznaæ siê z ich parametrami i w³aœciwoœciami podanymi przez producenta. G³ówne parametry to: wspó³czynnik wzmocnienia, b³¹d wzmocnienia, b³¹d liniowoœci wzmocnienia, napiêcie niezrównowa enia, wspó³czynnik t³umienia C:MRR, pr¹dy polaryzacji, pr¹d niezrównowa enia. W æwiczeniu tym badane bêd¹ parametry sta³opr¹dowe, a wiêc statyczne, gdy tylko na takie pozwala u yty tester.

2 8_- Schematestera sta³opr¹dov.-ych parametrów wzmacniaczy operacyjnych i pomiarowych. +15V TR1 1 :..i_-: 10 -o-'er:;\ - i 2ZOV-:;O-'s1:i bts2/38, SOk Uo Uo, V V 3. Przebieg æwiczenia. Przeprowadziæ pomiary zgodnie z procedur¹ obowi¹zuj¹c¹ przy pomiarach statycznych parametrów wzmacniaczy operacyjnych. Otrzymane wyniki pomiarów umieœciæ w tabeli oraz porównaæ je z danymi podanymi przez producenta danego wzmacniacza. Oceniæ poprawnoœæ otrzymanych wyników. Do obliczeñ mierzonych parametrów nale y wykorzystaæ nastêpuj¹ce wzory i zale noœci: Parametr: OFFSET: Vos = 500 C:MRR: CMRR = 20 log ( V ) U Ol - U 02 Pr¹d polaryzacji: /- = Ol - U 02 B SOO.Ok!),

3 5_J'. r Pr¹d polaryzacji: 1+ = U01 -U OkQ P d _,.' U01 -U02 r mezrownowazenla: o, = 500.OkQ SGNAL GAN: SGNAL - GAN = 20 Og( V U Ol - U 02) l Procedury pomiarowe: Mierzony E P P2 P3 P4 +Ucc -Ucc Uo Wyniki parametr tap [V] [V] [V] obliczeñ OFFSET ON ON OFF GND ON ON OFF GND CMRR 2 ON ON OFF GND ON ON OFF GND B 2 OFF ON OFF GND ON ON OFF GND B 2 ON OFF OFF GND ON ON OFF GND los 2 OFF OFF OFF GND SGNAL 1 ON ON ON REF-OV GAN 2 ON ON ON REF+OV W nioski. Z przeprowadzonych pomiarów wyci¹gn¹æ wnioski co do parametrów badanych wzmacniaczy oraz ich zgodnoœci z danymi producenta.

4 TRON1CZNE PRZYRZ DY 1 TECHNK POMAROWE 1. Badanie oasvwdv6:h Drzetworników skali.,, Cel æwiczenia. Zadcpiem æwiczenia jest pozna!1ie ró nego rodzaju pasywnych przetwomi³ ów skali oraz poznanie podstawowych zasad pomiaru ich parametrów Bad"³ia. Badania pasywnych przetworników skali bêd¹ obejmowa³y pomiar przek³adni dzielnika rezystancyjnego, obserwacjê cha.rakt.erystyk wyjœciowych d.'1ie1niy.a. impedancyjnego i pomiar czêstotliwoœc przy której wystêpuje b³¹d w przetwarzaniu amplitudy. Oraz pomiar impedancji falowej i t³umiennoœci t³umików Badanie dzielników rezo/star.,cvinvch. Za pomoc¹ dzielraka p.,apiêæ zmierzyæ kilka ró nych wartoœci napiêcia. Obliczyæ przek³ad.r1iê napiêciow¹. Powia.ry '.NYkof\..aæ przy pomia.rze woltowierzem cyfrowym i analogowym.. Wyznaczyæ b³êdy przek³adni dla tych mierników Charakter'fst'fczn¹ wielkoœci¹ dzielylika napiêcia jest przek³adrja p zdeterminow11a nastêpuj¹co: U p= Uwe Uwe, Uwy - napiêcie na wejœciu wyjœciu dzielnika Na podstawie nastaw poszczególnych dekad dzielnika mo na okreœliæ przek³adniê nominaln¹: U..,..n -k Pn =-=l10 U- k=l Uwy,n - nominalne napiêcie wyjœciowe dzielnika i - numer odczepu nastawionego na k-tej dekadzie M - liczba dekad dzielnika Rzeszów Ci "..c :';:,

5 8 - - LEKTRONCZNE PRZYRZADY TECHNK POMAROWE B³¹d przek³adni danej nastawy dzielnika okreœla siê wzorem: U -U A = Pn - p ---- Sta³e czasowe dla dzielnika nieskompensowanego: we Rl * R2. T =,Cl*C2 Rl + R2 B³¹d fazowy czêstotliwoœciowy dzielnika przy za³o eniu, e L1=L2=O :,1 CR -RR ) 1+ ""l 12R+R C 1 R2R C s 2 l l OJ+ 1 Rl +R2 R2 rp = arctg l 2 C R 1- l 1.4. Badanie dzielników poiemnoœciowych. ) L---l:J, U 2 Pojemnoœciowy dzielnik napiêcia. Dla szeregowego po³¹czenia dwóch kondensatorów otrzymuje siê uk³ad równañ: Q=C j Uj =CJ;U 2 U=Uj+UJ; Po rozwi¹zaniu tego uk³adu otrzymuje siê: U --U lub -.!!1- - Cl +C2 Ul +Uz Cl +C2 U = --U lub - = -- 2 Cl +Cz Ul +Uz Cl +Cz Jest to tzw. zasada pojemnoœciowego dzielenia napiêcia. Zgodnie z t¹ zasad¹ napiêcia na szeregowo po³¹czonych kondensatorach s¹ odwrotnie Rzeszów

6 . r ELEKTRONCZNE PRZYRZ DY l TECHNK POMAROWE proporcjonalne do ich pojemnoœci. ³-iale y Z'.vróciæ uwagê, e w dzielniku oporowym napiêcia na szeregowo po³¹czonych opornikach s¹ proporcjooalne do ich rezys.tancji Badanie t³umików. Pomiar impedancji falowych t³umików ma³ych i wielkich mo na podzieliæ np. mostkami. Nale y zmierzyæ trzy spoœród czterech impedancji falowych t³umika. Nale y pamiêtaæ, e dla ka dego czwórnika jest spe³niona zale noœæ: Z³O Zlz ZZO Z2z Wyznaczyæ analitycznie Z³ i Zz. Poniewa t³umik jest czwórnikiem zbudowanym z elementów rezystancyjnych1 to ostatecznie impedancja falowa t³wni.a oblicza.tny ze wzoru: Zr = JR:* r;;- Z2 - R 20. Rlo Pomiaa t³umiennoœci. T³umiennoœæ skuteczn¹ A bêdziemy mierzyæ wykorzystuj¹c metodê techniczn¹. Opiera siê ona na poni szej zale noœci: A = 1010 = 2010 A gls21 g21u2! glz21 Pomiar sprowadza siê do okreœlenia napiêæ U i U21 przy czym Utl zastêpuje w pomiarze si³ê elektromotoryczn¹ le wystêpuj¹c¹ w powy szym wzorze. RzeszóV

7 r Uk³ad elektroniczny urz¹dzenia jest uk³adem ca³kowicie pasywnym, bez elementów aktywnych. Jest to typowa drabinka rezystancyjnajak na rysunku poni ej.. h h, :, h : h : ' 1 1U:',h "CJM:e : lm ; o h Wyjscie Ze wzglêdu na zastosowanie druku wielowarstwowego i skomplikowanego uk³adu prze³¹cznika obrotowego nie jest mo liwe wierne odzwierciedlenie uk³adu po³¹czeñ drabinki wraz z wartoœciami elementów Rx. W wyni.ki1 zastosowania p³ytki wielowarstwowej i ciasnego upakowania elementów uzyskano efekt przekompensowania ( ca³y uk³ad jest uk³adem ca³kuj¹cym), aby zniwelowaæ to dzia³anie na wyjœciu uk³adu zastosowano uk³ad ró niczkuj¹cy. 1M Drabinka rezystancyjna 4 Wyjscie T W Rezystancja wejœciowa uk³adu mierzona metoda bezpoœrednia wynosi 1M. Rezystancja wyjœciowa uk³adu mierzona metod¹ bezpoœredni¹ dla napiêcia sta³ego wynosi 1M. Dobór elementów RC by³ prz.eprowadzony metod¹ doœwiadczaln¹, przy wykorzystaniu oscyloskopu i generatora funkcyjnego...