Bode graafik on graafik, mis kirjeldab vooluahela reageerimist erinevatele sagedustele. See ütleb meile näiteks, et võimendil on halb bassi (madalsageduslik) reaktsioon. Insenerid kasutavad neid graafikuid, et paremini mõista oma disainilahendusi, valida uue kujunduse jaoks komponente või teha kindlaks, kas vooluahel võib valede sageduste kasutamisel muutuda ebastabiilseks.
Sammud
Osa 1 /8: Laiendatud määratlus
Nagu varem mainitud, on Bode graafik graafik, mis kirjeldab vooluahela reageerimist erinevatele sagedustele. Bode graafik näitab konkreetselt vooluahela võimendust sageduse suhtes. See koosneb tegelikult kahest graafikust: suurusjärgu vastus ja faasivastus. Selle illustreerimiseks on allpool näidatud Bode graafik:
Pinge suurenemine detsibellides on määratletud järgmiselt:
G_dB = 20*〖log〗 _10 (Vout/Vin).
Positiivne võimendus tähendab võimendust ja negatiivne võimendus näitab sumbumist. Seega, kui vooluahela Vout oleks 1 volti ja Vin √2 volti (pingelangus), oleks selle võimendus järgmine:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
See -3 dB märk on oluline, kuna see näitab, kus ahela väljundvõimsus (mitte pinge!) On täpselt pool selle sisendvõimsusest.
Faaside graafik kirjeldab, kuidas erinevatel sagedustel kulub ahela läbimiseks suhteliselt lühem või pikem aeg. Iga sagedus, mille faasinäit on -180º või –π radiaan, on sellel sagedusel ebastabiilne.
Olemasolevast vooluringist Bode graafiku loomiseks katsetage vooluahelat sagedusvahemikuga. See vahemik sõltub käepärast olevast rakendusest, näiteks heli- või andmeedastusest. Stimuleerige ahela sisendit huvitava sagedusega lihtsa siinuslainega. Mõõtke ostsilloskoobiga sisend ja väljund ning võrrelge nende kahe erinevust. Salvestage need erinevused arvutustabelisse ja seejärel joonistage need, et näha lõplikku Bode graafikut. Soovi korral saab andmed tabelitesse panna ja joonistada käsitsi.
[Toim. märkus: mõned joonised puuduvad sellest õpetusest. Kui teate, mida lisada, kasutage piltide lisamise tööriista vastavate jooniste üleslaadimiseks.]
Osa 2/8: Seadmete ühendamine
Samm 1. Kontrollige, kas funktsioonigeneraator ja ostsilloskoop on ühendatud lähima vahelduvvoolu pistikupessa
Etapp 2. Ühendage esimene sond funktsioonigeneraatori paremas alanurgas asuvas „50 Ω OUTPUT” pistikus
- a. Ühendage punane positiivne juhe oma vooluahela sisendklemmiga.
- b. Ühendage must negatiivne juhe oma vooluahela maandusklemmiga.
Samm 3. Ühendage teine sond ostsilloskoobi esiküljel oleva pistikuga “CH 1”
- a. Ühendage punane positiivne juhe oma vooluahela sisendklemmiga.
- b. Ühendage must negatiivne juhe oma ahela maandusklemmiga.
Samm 4. Ühendage kolmas sond ostsilloskoobi esiküljel oleva „CH 2” pistikuga
- a. Ühendage punane positiivne juhe oma vooluahela väljundklemmiga.
- b. Ühendage must negatiivne juhe oma vooluahela maandusklemmiga (kui labor TA ei ole teisiti määranud).
Samm 5. Veenduge, et kaablid ei ripuks üle tööruumi serva
Samm 6. Kontrollige ühendusi veel kord
Need peaksid olema sellised, nagu on näidatud joonisel 1.
Joonis 1 - Teie seadmete ühendused
Osa 3 /8: Lülitage seade sisse
Samm 1. Vajutage ostsilloskoobi ülemisel küljel olevat toitenuppu (märgistusega “O/I”)
Samm 2. Vajutage funktsioonigeneraatori paremas ülanurgas olevat nuppu „POWER”
Samm 3. Pärast seadme enesetestimist peaks see välja nägema sarnane joonisel 2 näidatuga (näidatud selles etapis)
Osa 4/8: seadistage funktsioonigeneraatori sagedus ja amplituud
Samm 1. Vajutage nuppu „FREQ
”Funktsioonigeneraatoril. Nupu kohal olev tuli süttib. Teie ekraan peaks välja nägema selles etapis näidatud joonisel sarnane.
Samm 2. Reguleerige sagedus madalaimale sagedusele, mida soovite testida, st oma algsagedusele
Seda saab teha funktsioonigeneraatori suure valiku abil või ekraani all olevate nelja valikuklahviga. Nupud, millel on märge “- val +”, muudavad kursori all olevat numbrit ja nupud “” liigutavad kursorit.
Samm 3. Vajutage nuppu „AMPL
”Funktsioonigeneraatoril. Nupu kohal olev tuli süttib. Teie ekraan peaks nüüd välja nägema sarnane joonisega 5.
Samm 4. Reguleerige amplituudi vastavalt testitava vooluahela laboriprotseduuris määratud pingele, kasutades sama valimisnuppu või valikuklahve
Pange tähele, et see on Vpp, tipp-tipp-pinge. Laine maksimaalne (positiivne) ja minimaalne (negatiivne) pinge on pool tipp-tipp-pingest.
Samm 5. Vajutage funktsioonigeneraatori nuppu “OUTPUT”
Nupust vasakul olev tuli süttib.
Osa 5/8: Ostsilloskoobi akna seadistamine
Samm 1. Vajutage ostsilloskoobi paremas ülanurgas nuppu “DEFAULT SETUP”
Selle ekraan peaks välja nägema sarnane joonisega 6. Laine võib ekraanile ilmuda või kuvada ainult müra. Järgmised sammud toovad selle fookusesse.
Samm 2. Vajutage ostsilloskoobi paremas ülanurgas nuppu „AUTOSET”
Selle ekraan peaks välja nägema sarnane joonisega 7 ja lained peaksid olema fookuses.
Samm 3. Vajutage ülevalt teist valikuklahvi
See käsib ostsilloskoopil kuvada ühe laineperioodi. Teie ekraan peaks välja nägema nagu joonisel 7.
Ostsilloskoobi valikuklahvid asuvad ekraanist paremal
Samm 4. Vajutage ostsilloskoobi ülaosas asuvat nuppu „MEASURE”
Kuvatakse vaikimisi mõõtmise ekraan, nagu joonisel 8.
Samm 5. Esimese mõõtmise valimiseks vajutage ostsilloskoobi ülemist valikuklahvi
Vajutage ülemist valikuklahvi „Allikas”, kuni kuvatakse kiri „CH1”. Vajutage ülaosast teist valikuklahvi „Tüüp”, kuni kuvatakse „Freq”. Teie ekraan peaks välja nägema nagu joonisel 9. Tagasi liikumiseks vajutage alumist valikuklahvi.
Samm 6. Teise mõõtmise valimiseks vajutage ülevalt teist valikuklahvi
Vajutage ülemist valikuklahvi „Allikas”, kuni kuvatakse kiri „CH1”. Vajutage ülaosast teist valikuklahvi „Tüüp”, kuni kuvatakse „Pk-Pk”. Teie ekraan peaks välja nägema nagu joonisel 10. Tagasi liikumiseks vajutage alumist valikuklahvi.
Samm 7. Kolmanda mõõtmise valimiseks vajutage ülevalt kolmandat valikuklahvi
Vajutage ülemist valikuklahvi sildiga „Allikas”, kuni kuvatakse kiri „CH2”. Vajutage ülaosast teist valikuklahvi „Tüüp”, kuni kuvatakse „Freq”. Teie ekraan peaks välja nägema nagu joonisel 11. Tagasi liikumiseks vajutage viimast valikuklahvi (ülevalt viies).
Samm 8. Neljanda mõõtmise valimiseks vajutage ülevalt neljandat valikuklahvi
Vajutage ülemist valikuklahvi „Allikas”, kuni kuvatakse kiri „CH2”. Vajutage ülaosast teist valikuklahvi „Tüüp”, kuni kuvatakse „Pk-Pk”. Teie ekraan peaks välja nägema nagu joonisel 12. Tagasi liikumiseks vajutage alumist valikuklahvi.
Samm 9. Keerake “HORIZONTAL SEC/DIV” nuppu veidi vastupäeva, kuni see üks kord klõpsab
Teie ekraan peaks nüüd näitama rohkem kui ühte perioodi, nagu näidik joonisel 13. CH1 ja CH2 sageduse mõõtmised peaksid muutuma väärtusest “?” tõelise lugemise juurde.
Samm 10. Vajutage ostsilloskoobi ülaosas keskmist nuppu „CURSOR”
Vaikeekraan peaks välja nägema nagu joonisel 14.
Samm 11. Vajutage „Tüüp” kõrval olevat ülemist valikuklahvi, kuni kuvatakse „Aeg”
Ekraani parema veeru keskel on meile näidud, mis meid huvitavad: Δt ja ΔV. Selle all on näidatud kursori 1 ja kursori 2 näidud.
Osa 6/8: Töölehe loomine andmete salvestamiseks
Samm 1. Avage oma laboriarvutis Excel ja käivitage uus arvutustabel
Märgistage veerud „Sagedus”, „Vin”, „dV”, „Vout”, „Viivitus”, „Faas” ja „Võimendus”.
Samm 2. Sisestage jaotise "Sagedus" alla iga sagedus, mida kavatsete testida (vaadake oma laboriprotseduure)
Samm 3. Sisestage lahtrisse D2 „Vout” alla see valem:
= B2+C2
Samm 4. Vajutage tagasipöördumist
"= B2+C2" muutub nulliks, kuna me pole B2 -sse ega C2 -sse midagi sisestanud.
Samm 5. Vajutage Ctrl+D, seejärel naaske
Valem kopeeritakse D2 -st D3 -ks, kusjuures Excel muudab valemi automaatselt väärtuseks "= B3+C3". Jätkake klahvikombinatsiooni Ctrl+D vajutamist, seejärel naaske, kuni täidate iga oma sageduse veeru.
Samm 6. Sisestage lahtris F2 jaotise "Faas" alla see valem:
= 2*pi ()*A2*E2
Samm 7. Vajutage tagasipöördumist
Vajutage klahvikombinatsiooni Ctrl+D, seejärel naaske veeru täitmiseks nagu varem.
Samm 8. Sisestage lahtris G2 jaotise "Gain" alla järgmine valem:
= 20*log10 (D2/B2)
Samm 9. Vajutage tagasipöördumist
Vajutage klahvikombinatsiooni Ctrl+D, seejärel naaske veeru täitmiseks nagu varem. Ignoreeri praegu vigu.
Samm 10. Salvestage see tööleht mallina kasutamiseks
Saate seda kasutada järgmisel korral, kui peate looma Bode'i graafiku, mis võimaldab teil 6. osa vahele jätta.
Osa 7/8: Bode graafiku andmete hankimine
Samm 1. Teie ostsilloskoop peaks olema 5. osa lõpust endiselt kursori ekraanil
Kui ei, siis vajutage ostsilloskoobi ülaosas asuvat nuppu „CURSOR”.
Samm 2. Laine suurendamiseks keerake nuppu “HORIZONTAL SEC/DIV”, nii et kuvatakse üks periood
Samm 3. Kursori 1 valimiseks vajutage ülevalt neljandat valikuklahvi
Samm 4. Kursori liigutamiseks keerake ostsilloskoobi keskosas asuvat „multifunktsionaalset” nuppu
Nupp on märgistamata ja asub nupu „PRINT” kohal.
Samm 5. Asetage kursor nii, et see oleks ühel joonel CH1 (ülemine, oranž) laine ülaosaga
Samm 6. Vajutage viimast valikuklahvi (ülevalt viies), et valida kursor 2
Samm 7. Kursori liigutamiseks keerake ostsilloskoobi keskosas asuvat „multifunktsionaalset” nuppu
Asetage kursor nii, et see oleks ühel joonel CH2 (alumine, sinine) laine ülaosaga.
Samm 8. Salvestage oma arvutustabelisse oma andmed:
- a. Vin - pinge näit kursori 1 all (ülaltoodud näites 820 mV; salvestage see arvutustabelisse kui 0,820)
- b. dV - näit ΔV kõrval (ülaltoodud näites 20,0 mV; salvestage see arvutustabelisse 0,020)
- c. Viivitus - näit Δt kõrval (ülaltoodud näites 160,0 µs; salvestage see arvutustabelisse kui 0,000160).
Osa 8/8: Bode graafiku loomine
Samm 1. Gaini graafiku jaoks:
Sisestage siia üks samm ja seejärel klõpsake 1. Valige veerud Sagedus ja Võimendus.
Samm 2. Klõpsake "Insert" ja otsige valikut "Scatter Chart"
Samm 3. Paremklõpsake vertikaaltelge ja valige „Vorminda telg…”
Samm 4. Klõpsake "Logaritmiline skaala"
Samm 5. Paremklõpsake horisontaaltelge ja valige „Vorminda telg…”
Samm 6. Klõpsake "Logaritmiline skaala"
Samm 7. Faasi graafiku jaoks:
Valige veerud Sagedus ja Võimendus.
Samm 8. Sisestage siia üks samm ja seejärel klõpsake "Insert" ja otsige valikut "Scatter Chart"
Samm 9. Paremklõpsake horisontaaltelge ja valige „Vorminda telg…”
Samm 10. Klõpsake “Logaritmiline skaala”
Näpunäiteid
-
Kui ekraan tundub endiselt mürarikas või ebaregulaarne, kontrollige järgmist.
- a. Kontrollige, kas funktsioonigeneraatori väljund on sisse lülitatud (3. osa, 5. samm).
- b. Kontrollige, kas mõni kaabel või ühendus on lahti tulnud (1. osa, sammud 1–4).
- c. Kalibreerige oma sondid (küsige selle kohta juhiseid TA -lt).
- d. Proovige teist kaablit (osa 1, sammud 1–4), kuna see võib kahjustada saada.
- Pange tähele, et need kursori näidud on mõlemad jaotises „Allikas” loetletud kanali jaoks. Pange tähele ka seda, et lähtekanali muutmine mõjutab mõlemat kursorit korraga. Ostsilloskoop ei luba meil anda igale kanalile oma kursorit. Ärge salvestage oma laboriandmetesse juhuslikult kursorit 1 kui CH1 ja kursorit 2 kui CH2!
