Przyjazna instrukcja obsługi generatora funkcyjnego Agilent 33220A

Transkrypt

1 Przyjazna instrukcja obsługi generatora funkcyjnego Agilent 33220A 1.Informacje wstępne 1.1. Przegląd elementów panelu przedniego 1.2. Ratunku, awaria! 1.3. Dlaczego generator kłamie? 2. Zaczynamy 2.1. Wprowadzanie wartości z panelu przedniego 2.2. Zmiana częstotliwości 2.3. Zmiana amplitudy 2.4. Ustawianie wartości składowej stałej Offset 2.5. Ustawianie niskiego i wysokiego poziomu napięcia 3. Przebiegi napięciowe 3.1. Rodzaje przebiegów napięciowych 3.2. Ustawianie współczynnika wypełnienia impulsu prostokątnego

2 1. Informacje wstępne Agilent 33220A jest uniwersalnym generatorem funkcyjnym z możliwością generacji różnego typu przebiegów o częstotliwości do 20 MHz. Obsługa tego urządzenia jest niezwykle prosta i intuicyjna. Przestrzega się jednak Użytkowników przed bezmyślnym naciskaniem różnych przycisków, zachęcając jednocześnie do zapoznania się z poniższą, skróconą instrukcją obsługi Przegląd elementów panelu przedniego 1 przycisk Graph/Local 9 przycisk ręcznego wyzwalania 2 wyłącznik sieciowy (tylko dla Sweep i Burst) 3 przyciski menu Mod/Sweep/Burst 10 przycisk włączania/wyłączania 4 przycisk zapisu stanu pracy wyjścia 5 przycisk menu Utility 11 pokrętło 6 przycisk menu pomocy 12 przyciski strzałek 7 przyciski menu 13 gniazdo Sync 8 przyciski rodzajów fal 14 gniazdo wyjściowe Rys. 1. Nie wszystkie elementy przedstawione na rysunku będą używane podczas naszej pracy w Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych. Proponujemy zapoznać się z tymi, które będą dla nas szczególnie przydatne. Nie będziemy np. korzystać z przycisków (3) (przyciski menu Mod/Sweep/Burst) ani przycisku (9) do ręcznego wyzwalania. Gdyby jednak powciskało się nam za dużo, radzę przejść do punktu Ratunku, awaria! Nie dziw się, jeżeli po włączeniu generatora do sieci i podłączeniu gniazda wyjściowego (14) do któregoś z kanałów oscyloskopu, na ekranie zobaczysz ciągłą poziomą linię. Aby sygnał z generatora był podawany na podłączone urządzenie zewnętrzne, musisz koniecznie wcisnąć przycisk (10) (Output) Jeżeli urządzenie nadal odmawia współpracy można powrócić do ustawień fabrycznych. 2

3 Należy w tym celu zresetować generator: - wciśnij przycisk (4) (Store/Recall) - wybierz opcję Set to Defaults - wciśnij yes aby potwierdzić tę operację Generator przestawi się na ustawienia fabryczne tj: Sygnał sinusoidalny, Vpp = 100 mv, f = 1 khz Nie dziw się, jeżeli oscyloskop będzie pokazywać wartość międzyszczytową napięcia równą 200 mv. Wyjaśnimy to w punkcie Dlaczego generator kłamie? Wyjaśnimy teraz, dlaczego wartość napięcia podawana przez generator może być inna niż wynika z nastawy. Gniazdo wyjściowe Output panelu przedniego ma ustawioną standardową impedancję równą 50Ω. Jeżeli nie ma dopasowania pomiędzy wyjściem generatora a obciążeniem (pamiętaj, że rezystancja wejściowa oscyloskopu to ok. 1MΩ), ustawione wartości amplitudy i składowej stałej nie będą odpowiadały wartościom rzeczywistym. Aby skorygować tę sytuację: - wejdź w menu Utility, przycisk (5) - wybierz Output setup - wybierz Load - wybierz High Z Teraz wszystko powinno się zgadzać! 2. Zaczynamy Na początku ograniczymy się do najprostszych operacji. Nauczymy się zmieniać częstotliwość, amplitudę i poziom składowej stałej sygnału Wprowadzanie wartości z panelu przedniego Z panelu przedniego generatora można wprowadzać cyfry na dwa sposoby: używając klawiatury albo pokrętła oznaczonego symbolem (11) i przycisków w postaci strzałek (12). Wprowadzając wartości przy użyciu klawiatury, postępuj jak w przypadku kalkulatora. Po wprowadzeniu odpowiednich cyfr będziesz musiał jeszcze wybrać odpowiednią jednostkę (będzie o tym mowa przy wprowadzaniu przykładowych ustawień) Używając pokrętła (11) możesz zmienić wartość liczbową swoich ustawień. Za pomocą strzałek (12) możesz ustawić kursor na cyfrze, którą zamierzasz zmienić (jest wtedy podświetlona). Kręcąc gałką w lewo lub w prawo, ustawiasz nową wartość. Uwaga: W ustawieniu standardowym liczby wprowadzane są w formacie anglosaskim. Kropka. Oznacza w tym przypadku przecinek dziesiętny; przecinek, służy do odseparowania kolejnych miejsc dziesiętnych 3

4 2.2. Zmiana częstotliwości - wybierz z przycisków menu (7) Freq - wprowadź wartość liczbową nowej częstotliwości, np wprowadź jednostkę częstotliwości, np. MHz Wybrana wartość wyświetli się w postaci: 1.200,000,00 MHz Pożądaną wartość można również wprowadzić przy użyciu pokrętła (11) i strzałek, jak opisano w punkcie Zmiana amplitudy - wybierz z przycisków menu (7) Ampl - wprowadź pożądaną wartość (np. 50) - wprowadź jednostkę amplitudy (np. mv RMS ) Uwaga: Amplituda wyjściowa może być opisywana za pomocą trzech typów jednostek: Vpp amplituda międzyszczytowa, V RMS wartość skuteczna, lub dbm. Standardem jest Vpp. Zmianę typu jednostki amplitudy umożliwia przycisk +/- na klawiaturze. Wzajemne relacje między poszczególnymi jednostkami można podglądnąć po wciśnięciu przycisku (1) (Graph). Możliwe do uzyskania wartości amplitudy międzyszczytowej Vpp wynoszą 10V dla impedancji obciążenia 50Ω i 20V dla wysokiej impedancji (patrz również pkt. 1.3.) 2.4. Ustawianie wartości składowej stałej Offset - wybierz z przycisków menu (7) Offset - wprowadź pożądaną wartość składowej stałej napięcia z klawiatury (np. 1,1) - wprowadź pożądaną jednostkę napięcia (np. V DC ) - zmianę składowej stałej obserwuj na odpowiednim kanale oscyloskopu przy ustawieniu wejścia coupling DC Zależność między amplitudą sygnału wyjściowego a wartością składowej stałej przedstawia poniższe równanie: Vpp 2 * (Vmax Voffset) 4

5 gdzie: Vmax jest maksymalną wartością szczytową napięcia dla wybranego poziomu obciążenia i wynosi 5V dla impedancji obciążenia 50Ω i 10V dla wysokiej impedancji (patrz również pkt 1.3.) 2.5. Ustawianie niskiego i wysokiego poziomu napięcia Parametry sygnału można zdefiniować w sposób opisany w punktach 2.3. i 2.4, podając wartość amplitudy i składowej stałej. Inna metoda ustawienia amplitudy sygnału polega na określeniu wartości poziomu wysokiego (wartość maksymalna) i poziomu niskiego (wartość minimalna). Metoda ta jest bardzo wygodna w przypadku aplikacji cyfrowych. - wybierz z przycisków menu (7) HiLevel - wprowadź wartość liczbową napięcia wysokiego, np. 1 - wprowadź jednostkę napięcia np. V - wybierz z przycisków menu (7) LoLevel - wprowadź wartość liczbową napięcia niskiego, np. 0 - wprowadź jednostkę napięcia np. V Ustawienia high-level na 1.0 V i low-level na 0 V są równoważne z ustawieniem amplitudy na 1.0 Vpp i offsetu na 500 mv DC. 3. Przebiegi napięciowe 3.1. Rodzaje przebiegów napięciowych Generator Agilent 33220A daje ogromne możliwości uzyskiwania sygnałów napięciowych o różnych kształtach, które wybrać można naciskając odpowiedni przycisk na panelu przednim. W tabeli przedstawiono zakres zmian częstotliwości dla poszczególnych sygnałów. Generator daje również możliwość projektowania własnych przebiegów napięciowych. Funkcja ta nie będzie nam jednak potrzebna w trakcie zajęć. Zainteresowanych odsyłamy do pełnej Instrukcji Obsługi, zamieszczonej na stronie www Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Ustawianie współczynnika wypełnienia impulsu prostokątnego 5

6 - wybierz przebieg fali prostokątnej, przycisk (8) - wybierz z przycisków menu (7) Duty Cycle - wprowadź pożądaną wartość współczynnika wypełnienia 6

7 4. Ściąga do ćwiczeń W ćwiczeniach będziesz wykorzystywał różne funkcje generatora. Poniżej podane zostaną pewne wskazówki praktyczne, który ułatwią Ci wykonanie poszczególnych zadań. Ćwiczenie 2 Wykorzystaj wskazówki przedstawione w punktach 2.2 i 2.3. Na kanał 1 oscyloskopu podawany będzie sinusoidalny sygnał z generatora o amplitudzie Vpp ok. 150 mv. Ponieważ pomiary przeprowadzane będą w zakresie wysokich częstotliwości, może się zdarzyć, że amplituda sygnału będzie się zmniejszać. Należy wtedy przeprowadzić korekcję amplitudy tak, by sygnał wejściowy, mierzony na oscyloskopie miał amplitudę zbliżoną do 150 mv. Ćwiczenie 3 Wykorzystaj wskazówki przedstawione w punktach 2.2 i 2.3. Ćwiczenie 4 Wykorzystaj wskazówki przedstawione w punktach 2.1., 2.2 i 2.3. W celu określenia częstotliwości rezonansowej układu z diodą pojemnościową bardzo ważne jest precyzyjne ustawienie częstotliwości, przy której amplituda sygnału obserwowanego na oscyloskopie osiągnie wartość maksymalną. Stosuj płynną regulację częstotliwości przy użyciu pokrętła 11 (zgodnie z opisem w punkcie 2.1) Ćwiczenie 5 Ustaw sygnał prostokątny i zgodnie ze wskazówkami podanymi w punkcie 2.5, wybierz HiLevel = 8-10V i LoLevel = 0V. W celu regulacji współczynnika wypełnienia skorzystaj z uwag podanych w punkcie 3.2. Ćwiczenie 9 Przy pomiarze czasów przełączania transoptorów ustaw impulsy prostokątne, z LoLevel = 0 o odpowiedniej częstotliwości (pkt i 2.5.) Ćwiczenie 10 Ustaw impulsy kwadratowe o częstotliwości 1 khz z LoLevel = 0 V (pkt. 2.2 i 2.5). Przy pomiarze minimalnego napięcia wejściowego, przy którym tranzystor pozostaje jeszcze w stanie nasycenia, stosuj płynną regulację amplitudy przy użyciu pokrętła 11 (zgodnie z opisem w punkcie 2.1). Przy badaniu wpływu składowej ujemnej impulsu wejściowego na czasy przełączania wprowadzaj ujemne wartości LoLevel Ćwiczenie 11 Do pomiaru czasów przełączania bramki ustaw impulsy kwadratowe o częstotliwości 1 khz z LoLevel = 0 (pkt. 2.2 i 2.5) 7