POMIARY WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH

Podobne dokumenty
POMIARY WYBRANYCH PARAMETRÓW TORU FONICZNEGO W PROCESORACH AUDIO

ĆW. 5: POMIARY WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH

POMIARY OSCYLOSKOPOWE II

Uśrednianie napięć zakłóconych

POMIARY OSCYLOSKOPOWE II

Ćwiczenie 5. Pomiary parametrów sygnałów napięciowych. Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 9. Mostki prądu stałego. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Ćwiczenie 21. Badanie właściwości dynamicznych obiektów II rzędu. Zakres wymaganych wiadomości do kolokwium wstępnego: Program ćwiczenia:

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa: Nr. Ćwicz.

INSTYTUT SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH WYDZIAŁ ELEKTRONIKI WAT. Warsztaty inżynierskie elektrotechniczne

POMIAR CZĘSTOTLIWOŚCI I INTERWAŁU CZASU

ĆWICZENIE 5. POMIARY NAPIĘĆ I PRĄDÓW STAŁYCH Opracowała: E. Dziuban. I. Cel ćwiczenia

1 Źródła i detektory. I. Badanie charakterystyki spektralnej nietermicznych źródeł promieniowania elektromagnetycznego

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Imię i nazwisko (e mail): Rok: 2018/2019 Grupa: Ćw. 5: Pomiar parametrów sygnałów napięciowych Zaliczenie: Podpis prowadzącego: Uwagi:

Pomiary Elektryczne Wielkości Nieelektrycznych Ćw. 7

TEORIA OBWODÓW I SYGNAŁÓW LABORATORIUM

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Ćwiczenie 2 Mostek pojemnościowy Ćwiczenie wraz z instrukcją i konspektem opracowali P.Wisniowski, M.Dąbek

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Ćwiczenie 14. Sprawdzanie przyrządów analogowych i cyfrowych. Program ćwiczenia:

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Układy i Systemy Elektromedyczne

Ćwiczenie 7 POMIARY CZĘSTOTLIWOŚCI I INTERWAŁU CZASU Opracowała: A. Szlachta

Pomiary małych rezystancji

POLITECHNIKA ŚLĄSKA INSTYTUT AUTOMATYKI ZAKŁAD SYSTEMÓW POMIAROWYCH

Badanie widma fali akustycznej

ZAKŁAD SYSTEMÓW ELEKTRONICZNYCH I TELEKOMUNIKACYJNYCH Laboratorium Podstaw Telekomunikacji WPŁYW SZUMÓW NA TRANSMISJĘ CYFROWĄ

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

Imię i nazwisko (e mail): Rok:. (2010/2011) Grupa: Ćw. 5: Pomiar parametrów sygnałów napięciowych Zaliczenie: Podpis prowadzącego: Uwagi:

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie liniowych układów ze wzmacniaczem operacyjnym (2h)

ZASTOSOWANIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Własności dynamiczne przetworników pierwszego rzędu

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

Bierne układy różniczkujące i całkujące typu RC

II. Badanie charakterystyki spektralnej źródła termicznego promieniowania elektromagnetycznego

PROTOKÓŁ POMIAROWY - SPRAWOZDANIE

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

Badanie właściwości multipleksera analogowego

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Ćw. 8: POMIARY Z WYKORZYSTANIE OSCYLOSKOPU Ocena: Podpis prowadzącego: Uwagi:

Ćwiczenie 3: Pomiar parametrów przebiegów sinusoidalnych, prostokątnych i trójkątnych. REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Ćwiczenie nr 28. Badanie oscyloskopu analogowego

Bogdan Olech Mirosław Łazoryszczak Dorota Majorkowska-Mech. Elektronika. Laboratorium nr 3. Temat: Diody półprzewodnikowe i elementy reaktancyjne

Badanie układów aktywnych część II

E 6.1. Wyznaczanie elementów LC obwodu metodą rezonansu

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA

Nr sprawozdania: 1 Sprawozdanie z ćwiczenia: 2 Elektronika i elektrotechnika laboratorium Prowadzący: dr inż. Elżbieta Szul-Pietrzak

Badanie widma fali akustycznej

Politechnika Łódzka. Instytut Systemów Inżynierii Elektrycznej

Państwowa Wyższa Szkoła Zawodowa

POMIARY OSCYLOSKOPOWE. Instrukcja wykonawcza

Wyznaczanie budżetu niepewności w pomiarach wybranych parametrów jakości energii elektrycznej

PRAWO OHMA DLA PRĄDU PRZEMIENNEGO. Instrukcja wykonawcza

Badanie wzmacniacza niskiej częstotliwości

Ćwiczenie - 9. Wzmacniacz operacyjny - zastosowanie nieliniowe

Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II. 2013/14. Grupa. Nr ćwicz.

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

1.2 Funktory z otwartym kolektorem (O.C)

LABORATORIUM POMIARY W AKUSTYCE. ĆWICZENIE NR 14 Pomiar zniekształceń nielinearnych głośnika

III. Przebieg ćwiczenia. 1. Generowanie i wizualizacja przebiegów oraz wyznaczanie ich podstawowych parametrów

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

Ćwiczenie 7 PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Ćwiczenie: "Mierniki cyfrowe"

BADANIE UKŁADÓW CYFROWYCH. CEL: Celem ćwiczenia jest poznanie właściwości statycznych układów cyfrowych serii TTL. PRZEBIEG ĆWICZENIA

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

LABORATORIUM PODSTAW TELEKOMUNIKACJI

WYZNACZENIE CHARAKTERYSTYK STATYCZNYCH PRZETWORNIKÓW POMIAROWYCH

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4

Ćw. 7 Przetworniki A/C i C/A

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Wzmacniacze różnicowe

PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

Temat ćwiczenia: Wyznaczanie charakterystyk częstotliwościowych podstawowych członów dynamicznych realizowanych za pomocą wzmacniacza operacyjnego

Układy i Systemy Elektromedyczne

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Politechnika Warszawska

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Przetwarzanie AC i CA

Instrukcja do ćwiczenia laboratoryjnego nr 4

st. stacjonarne I st. inżynierskie, Energetyka Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki Ćwiczenie nr 4 OBWODY TRÓJFAZOWE

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Ćwiczenie 23. Temat: Obsługa oscyloskopu analogowego i cyfrowego. Cel ćwiczenia

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

I= = E <0 /R <0 = (E/R)

LABORATORIUM TRANSMISJI DANYCH

PL B1. Sposób wyznaczania błędów napięciowego i kątowego indukcyjnych przekładników napięciowych dla przebiegów odkształconych

UKŁADY PRZEKSZTAŁCAJĄCE

Laboratorium Metrologii

Ćwiczenie 13. Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnej bazy. Cel ćwiczenia

Badanie diody półprzewodnikowej

Ćw. III. Dioda Zenera

Laboratorium Podstaw Elektrotechniki i Elektroniki

Wyznaczanie prędkości dźwięku w powietrzu

Politechnika Białostocka

Zakres wymaganych wiadomości do testów z przedmiotu Metrologia. Wprowadzenie do obsługi multimetrów analogowych i cyfrowych

ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C

LABORATORIUM Sygnałów, Modulacji i Systemów ĆWICZENIE 2: Modulacje analogowe

Transkrypt:

Politechnika Rzeszowska Katedra Metrologii i Systemów Diagnostycznych Laboratorium Metrologii II POMIARY WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH Grupa L.../Z... 1... kierownik Nr ćwicz. 5 2... 3... 4... Data Ocena I. Cel ćwiczenia Celem ćwiczenia jest poznanie podstawowych zasad pomiaru współczynnika zniekształceń nieliniowych (współczynnika zawartości harmonicznych THD, ang. Total Harmonic Distortion) oraz poznanie sposobu wyznaczania widma amplitudowego sygnału. II. Program ćwiczenia Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia należy włączyć generator funkcyjny, nanowoltomierz selektywny i oscyloskop cyfrowy w celu ustabilizowania się termicznych warunków pracy tych przyrządów. Zapoznać się z danymi technicznymi i zasadą działania powyżej wymienionych urządzeń. 1). WYZNACZANIE WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH SYGNAŁ WZORCOWEGO h w Połączyć układ według poniższego schematu. Rys. 1. Schemat blokowy układu do pomiaru współczynnika h w a). Oszacowanie h w za pomocą analizy widma FFT oscyloskopu cyfrowego stawić na generatorze przebieg sinusoidalny (wzorcowy) o częstotliwości wybranej z zakresu 100 300 Hz. Oszacować za pomocą oscyloskopu wartość częstotliwości f w i amplitudy mw sygnału. Następnie, na oscyloskopie: - ustawić analizę widma FFT (MATH, Operate: FFT), - do pomiaru wartości widma FFT należy wykorzystać kursory (CRSOR, Mode: MANAL, Source: FFT). Po ustawieniu możliwości obsługi kursorów można korzystać z dwóch kursorów Cur A, Cur B. Wyboru tych kursorów dokonuje się poprzez wciśnięcie pokrętła. stawienia kursorów w dowolnym położeniu dokonuje się też za pomocą tego pokrętła. ćw. 5/str. 1

Zapisać wyniki pomiarów. Porównać wartość zmierzonego współczynnika zawartości harmonicznych h w z wartością określoną przez producenta w instrukcji obsługi generatora. Na podstawie pomiarów, narysować widmo amplitudowe przebiegu wzorcowego. Wykres narysować jako procentowy udział w sygnale kolejnych harmonicznych (w stosunku do wartości pierwszej harmonicznej) w funkcji rzędu harmonicznych i. b). Wyznaczanie h w za pomocą nanowoltomierza selektywnego przez pomiar wartości skutecznej harmonicznych badanego sygnału Zapoznać się z danymi technicznymi i obsługą nanowoltomierza selektywnego nv. stawić pokrętło zmiany czułości nanowoltomierza na najwyższy zakres pomiarowy (100mV, najmniejsza czułość). Przełącznikiem selektywności włączyć największą selektywność oktawowa 40dB. W celu zmniejszenia amplitudy sygnału na generatorze ustawić 20dB lub 40dB. Nie zmieniając na generatorze parametrów sygnału pomiarowego, zmierzyć wartości skuteczne napięcia kilku kolejnych harmonicznych 1,..., i, wartości częstotliwości kolejnych harmonicznych obliczyć jako krotność częstotliwości pierwszej harmonicznej. pomiar wykonać zgodnie z procedurą opisaną w instrukcji obsługi nanowoltomierza. Przed pomiarem składowej podstawowej ustawić największy zakres pomiarowy nanowoltomierza. Obliczoną częstotliwość f 1-obl ustawić na przełącznikach następnie skorygować nastawienia tych przełączników tak, aby uzyskać maksymalne wychylenie wskazówki. Wpisać do tabelki ustawioną częstotliwość na przyrządzie. Dla każdej obliczonej kolejnej i-tej harmonicznej ustawionej na woltomierzu zapisać wartość zmierzonego napięcia, która jest jednocześnie kolejnym współczynnikiem w równaniu Fouriera dla badanego sygnału. Obliczyć wartość skuteczną napięcia wyższych harmonicznych 2 i i całkowitą wartość skuteczną napięcia 1 i. Korzystając ze wzoru definicyjnego THD obliczyć wartość współczynnika zawartości harmonicznych h w. Na podstawie pomiarów, narysować widmo amplitudowe przebiegu wzorcowego. Wykres narysować jako procentowy udział w sygnale kolejnych harmonicznych (w stosunku do wartości pierwszej harmonicznej) w funkcji rzędu harmonicznych i. c). P orównanie w yni ków pomiarów w ykonanych za pomocą oscyl oskopu c yf r ow ego z w yni kami pomiarów w ykonanymi nanow ol tomierzem selektyw nym ćw. 5/str. 2

2) WYZNACZANIE WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH SYGNAŁ ODKSZTAŁCONEGO h x ZA POMOCĄ OSCYLOSKOP CYFROWEGO I NANOWOLTOMIERZA SELEKTYWNEGO Połączyć układ pomiarowy według schematu przedstawionego na rys. 2. Obsługę oscyloskopu i nanowoltomierza, pomiary i analizę należy wykonać, jak w pkt. 1a i 1b. Rys. 2. Schemat blokowy układu do pomiaru współczynnika h x III. Przebieg ćwiczenia Spis przyrządów: Nanowoltomierz selektywny (producent:..., model:...) Zakres częstotliwości, f Zakresy pomiarowe napięcia, Selektywność: Oscyloskop (producent:..., model:...) Liczba kanałów Czułość, C y Podstawa czasu, C t Generator funkcyjny (producent:..., model:...) Zakres napięcia, w Zakres częstotliwości, f w Zawartość harmonicznych we wzorcowym sygnale sinusoidalnym, h w 1) WYZNACZANIE WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH SYGNAŁ WZORCOWEGO h w Amplituda i częstotliwość sygnału wzorcowego (pomiar oscyloskopem): 1 mw ly C y 2 fw 1 lt Ct ćw. 5/str. 3

a). Oszacowanie h w za pomocą analizy widma FFT oscyloskopu cyfrowego f i i [Hz] [mv] Wartość skuteczna wyższych harmonicznych sygnału wzorcowego: 2i 2 3... i Całkowita wartość skuteczna sygnału wzorcowego: 1i 1 2... i THD sygnału wzorcowego: 2 i h w 100% 1i Analiza harmoniczna przebiegu wzorcowego z [%] 100 z i 100% 1 Widmo amplitudowe napięcia wzorcowego: ćw. 5/str. 4

b). Wyznaczanie h w za pomocą nanowoltomierza selektywnego przez pomiar wartości skutecznej harmonicznych badanego sygnału f i i [Hz] [mv] Wartość skuteczna wyższych harmonicznych sygnału wzorcowego: 2i 2 3... i Całkowita wartość skuteczna sygnału wzorcowego: 1i 1 2... i THD sygnału wzorcowego: 2 i h w 100% 1i Analiza harmoniczna przebiegu wzorcowego z [%] 100 z i 100% 1 Widmo amplitudowe napięcia wzorcowego: ćw. 5/str. 5

c). P orównanie w yni ków pomiarów w ykonanych za pomocą oscyl oskopu c yf r ow ego z w yni kami pomiarów w ykonanymi nanow ol tomierzem selektyw nym 2) WYZNACZANIE WARTOŚCI WSPÓŁCZYNNIKA ZNIEKSZTAŁCEŃ NIELINIOWYCH SYGNAŁ ODKSZTAŁCONEGO h x Amplituda i częstotliwość sygnału odkształconego (pomiar oscyloskopem): 1 mx ly Cy 2 f x l t 1 C t a). Oszacowanie h x za pomocą analizy widma FFT oscyloskopu cyfrowego f i i [Hz] [mv] Wartość skuteczna wyższych harmonicznych sygnału odkształconego: 2i 2 3... i Całkowita wartość skuteczna sygnału odkształconego: 1i 1 2... i THD sygnału odkształconego: h 2 i x 100% 1i Analiza harmoniczna przebiegu odkształconego z [%] 100 ćw. 5/str. 6

z i 100% 1 Widmo amplitudowe napięcia odkształconego: b). Wyznaczanie h x za pomocą nanowoltomierza selektywnego przez pomiar wartości skutecznej harmonicznych badanego sygnału f i i [Hz] [mv] Wartość skuteczna wyższych harmonicznych sygnału odkształconego: 2i 2 3... i Całkowita wartość skuteczna sygnału odkształconego: 1i 1 2... i THD sygnału odkształconego: h 2 i x 100% 1i Analiza harmoniczna przebiegu odkształconego z [%] 100 z i 100% 1 ćw. 5/str. 7

Widmo amplitudowe napięcia odkształconego: c). P orównanie w yni ków pomiarów w ykonanych za pomocą oscyl oskopu c yf r ow ego z w ynikami pomiarów w ykonanymi nanow oltomierze m selektyw nym IV. Wnioski końcowe ćw. 5/str. 8

V. Pytania kontrolne 1. Jaki efekt w dziedzinie czasu powoduje wprowadzanie przez układ zniekształceń nieliniowych sygnału? 2. Jaki efekt w dziedzinie częstotliwości powoduje wprowadzanie przez układ zniekształceń nieliniowych sygnału? 3. Na czym polega pomiar współczynnika zniekształceń nieliniowych metodą wytłumienia pierwszej (podstawowej) harmonicznej? 4. Jak na drodze pomiarowej można wyznaczyć współczynniki szeregu Fouriera? VI. Literatura 1. Chwaleba A., Poniński M., Siedlecki A.: Metrologia elektryczna, Warszawa: WNT, 2010. 2. Parchański J.: Miernictwo elektryczne i elektroniczne, Warszawa: WSiP, 1997r. 3. Marcyniuk A., Pasecki E., Pluciński M., Szadkowski B.: Podstawy metrologii elektrycznej, Warszawa: WNT, 1984. 4. Hagel R., Zakrzewski J.: Miernictwo dynamiczne, Warszawa: WNT, 1984r. 5. Szadkowski B.: Laboratorium metrologii elektrycznej i elektronicznej, Gliwice: Wyd. P. Śl., 1994. 6. Rylski A., Wojturski J.: Metrologia elektryczna, Rzeszów: OWPRz, 2013r. ćw. 5/str. 9