Masurari Electronice si Traductoare.doc

8/10/2019 Masurari Electronice si Traductoare.doc

1/93

Universitatea Maritim din ConstanaCatedra Electrotehnic, Electronic i Informatic

Msurri Electronice i Traductoare

ndrumar de laborator


2/93

Denumirea lucrrilor de laborator:

Laboratorul nr. 1

1.1 Msurarea rezistenelor rin metode industriale

1.! Msurarea uterii "n circuite electrice cu amermetru, voltmetru i #attmetru

Laboratorul nr. 2

!.1 Msurarea caacitilor rin metode industriale!.! Msurarea inductanelor rin metode industriale

Laboratorul nr. 3

$.1 Msurarea uterii active i reactive "n circuite de curent alternativ monofazat$.! Etalonarea contorului monofazat de inducie

Laboratorul nr. 4

%.1 &tudiul osciloscoului catodic%.! Msurri "n re'im dinamic.


3/93


4/93

Laboratorul nr. 1

1.1 Msurarea rezistenelor prin metode industriale:

2escrierea monta3ului&e va realiza monta3ul din fi'ura de mai 3os4

n care45+ amermetru ma'netoelectric0+ coltmetru ma'netoelectric6h+ reostat in monta3 oteniometric+ "ntrerutor monoolar cu ! direcii6+ rezistena a crei valori se msoar

&e va msura rin metodele aval i amonte rezistena unui bec cu incandescena de 1((7/

&e va rerezenta 'rafic variaia rezistenelor becului cu incandescen "n funcie detensiunea alicat -UfR= / 8entru fiecare msurtoare de mai sus se va calcula, coresunztor celor dou metode avali amonte, valoarea e*act a rezistenei R . &e ine seama de eroarea de metod -. 2atele i rezultatele obinute se vor trece "n tabelele de mai 3os4

Metoda amonte6ezistena de msurat U I

Ar

AA rIU

I

IrUIUR =

== 99

ma* NV

UU=

ma* NA

II=

V A

Ar + rezistena interna a amermetrului/

V + indicaia voltmetrului

A +indicaia amermetrului

ma* + deviaia ma*im a acului e scara 'radat 5, 0-

1- !-

:

+

6 6h


5/93

Metoda aval6ezistena de msurat U I

Ar

Vr

UI

UIUR

== 9

ma* NV

UU=

ma* NA

II=

V A

Vr + rezistena interna a voltmetrului/

V + indicaia voltmetrului

A +indicaia amermetrului

ma* + deviaia ma*im a acului e scara 'radat 5, 0-

1.2 Msurarea puterii n circuite electrice cu ampermetru !oltmetru "i

#attmetru2escrierea monta3ului4&e va realiza monta3ul din fi'ura de mai 3os4

5+ amermetru ma'netoelectric0+ coltmetru ma'netoelectric7+ #attmetru electrodinamic6h+ reostat in monta3 oteniometric+ "ntrerutor monoolar cu ! direcii

6+ recetorul

Mod de lucru4n timul msurtorilor se vor urmrii indicaiile aaratelor entru ca tensiunea sau curentuls nu deeasc limitele admise de #attmetru. 2atele i rezultatele obinute se vor trece "n tabelul de mai 3os4

8uterea msurat de #attmetru$

%

U I

ma*

NN$$UI

% =ma*

NVU

U=ma*

NAI

I=

$ V A

7

:

+

6h 6


6/93

Laboratorul nr. 2

2.1 Msurarea capacitilor prin metode industriale

2escrierea monta3ului4&e va realiza monta3ul din fi'ura de mai 3os4

5+ amermetru ma'netoelectric0+ coltmetru ma'netoelectric;+ frecvenmetru+ "ntrerutor biolarC+ condensatorul a crui caacitate se msoar

6ezultatele determinrilor i calculele se trec "n tabelul de mai 3os4

Caacitatea demsurat

Mrimi msurate Mrimi calculateU I f VI &

ma* NV

UU=

ma* NA

II=

V

Vr

UI =

fU

II

U

II&

VV

!

!!!! =

=

V A 'z A AMod de lucru4&e "nchide "ntrerutorul i se fac citirile mrimilor tensiune, curent, frecven. 2u fiecaremsurare se deschide "ntrerutorul i se scurtcircuiteaz condensatorul entru a+l descrca.

2.2 Msurarea inductanelor prin metode industriale


; C


7/93

5+ amermetru ma'netoelectric0+ coltmetru ma'netoelectric5=+ autotransformator+ "ntrerutor biolar>+ inductana de msurat

Mod de lucru4&e va e*ecuta o msurtoare "n c.c. cu "ntrerutorul e oziia !, entru determinarea valorii

(R a inductanei.&e va alimenta circuitul "n c.a. cu "ntrerutorul e oziia 1 entru determinarea imedanei) .5t?t in c.c. c?t i "n c.a. tensiunea de alimentare se re'leaz astfel "nc?t s nu deeasccurentul ma*im admis de inductana aflat "n circuit.

6ezultatele determinrilor i calculele se trec "n tabelul de mai 3os4

U I f VI (R (R ) ) (

ma* N

V

U

U= ma* N

A

I

I= VV rU

I =V

(

r

UI

U

R = I

U

)= !!!

1

(R)f

(

=

V A 'z A '

>

5= < !

1


8/93

Laboratorul nr. 3

*.1Msurarea puterii acti!e "i reacti!e n circuite de curent alternati!monofazat*.2+talonarea contorului monofazat de inducie


5+ amermetru ma'netoelectric0+ coltmetru ma'netoelectric7+ #attmetru electrodinamicC+ contorul de etalonat

6h+ reostat in monta3 oteniometric+ "ntrerutor monoolar cu ! direcii6+ recetorul

&e va etalona contorul la tensiunea nominala VUN !!(= i 1cos = tras?ndu+se curbaerorilor contorului "n funcie de sarcinaIe*rimat "n rocente din sarcina nominal NI

@-9,@ NIIf=

2atele i rezultatele se vor trece "n tabelul urmtor

U I $% cos rt tt @

ma* NV

UU=ma*

N

AII=

ma* NN$$

UI% = tr =cos

1(,$

UI,t

&t

= [ ]

1((

1((@

=

==

c

cr

rN

rNcN

r

rc$

t

tt

t&

t&t&

$

$$

V A $

C


9/93

Laboratorul nr. 4

-.1 tudiul osciloscopului catodic-.2 Msurri n re/im dinamic.

Msurarea defazajului2ou semnale sinusoidale de frecvene i amlitudini e'ale sunt vizualizate e ecranul

unui oscilosco catodic cu dou soturi fi'uraA.$-. Cunosc?nd di!V&0 9!= i limea sotului

di!(),(= s se determine e*resiile celordou semnale i eroarea relativ la determinareadefaza3ului, datorat dimensiunii sotului.

5mlitudinile celor dou semnale4

V&0U 0!! !!

1

!

1ma* ===

0alorile efective ale celor dou semnale4

V&0

UUUU

0!! !%!,%B(B,(!!

1

!

ma*!1

===

====

;recvena semnalelor4

'z&12

fff

3!!!

),!

1(1

111$!1

=

=

====

2efaza3ul dintre semnale4

%!

A

1!

!!

===

==

!!3!

3!!! 1

3&3

&1t

2

E*resiile tensiunilor alternative vizualizate sunt4ttUu 1!)sin!%,%!sin! 11 ==

( )

==

%1!)sin!%,%!sin! !!

ttUu

Eroarea relativ la determinarea defaza3ului4

[ ]@)1((1(),(

1(( === 3

x;i'ura A.$.

(1)

(2)


10/93

Msurarea frecvenei>a intrarea 0a unui oscilosco catodic se alic semnalul sinusoidal rodus de un

'enerator standard la care frecvena i amlitudinea sunt re'labile i au valori cunoscute, iarsistemului de defle*ie orizontal un semnal sinusoidal de frecven necunoscut, 3f . &e

modific coeficientul de defle*ie e vertical i nivelul semnalului etalon ?n c?nd ima'inease "ncadreaz "ntr+un trat determinat de liniile rastrului ecranului. 5oi se re'leaz frecvenala 'eneratorul standard i se constat c entru 'zf4 !((= ima'inea

e ecran este aceea a unei elise care trece rin fazele rezentate"n fi'ura A.%.

04 2

3

4

5

43

2

7

42

;i'ura A.%

&e observ c "ntr+un interval de tim s!(= se desfoar ) astfel de cicluricomlete. & se determine frecvena necunoscut 3f .

Cele dou semnale alicate e canalelei 0sunt4( ) tUtu 331 sin=

( )

( )[ ]ttU

ttUtUtu

34

3434440

+=

=++=+=

sin

sinsin

C?nd cele dou frecvene sunt foarte aroiate se oate considera c semnalele au

frecvene e'ale, dar faza ( )t , variaz lent "n tim.2ac se noteaz cu (t momentul "n care elisa de'enereaz "ntr+un se'ment situat "ncadranele 1 i $ i consider?nd 2 erioada micrii elisei se oate scrie4

( ) ( ) !(( +=+ t2t din care rezult4 != 234 sau !! = 2ff 34

2eci4

'zn

f2

ff 443 B),1CC!(

)!((

1====

Msurarea valorii efective i a perioadei

8e ecranul unui oscilosco catodic se vizualizeaz un semnal sinusoidal fi'ura A.1(-entru care =!!0 diviziuni, iardistana dintre dou v?rfuriconsecutive %=!!1 diviziuni. ;iindcunos+cute, coeficientul de deviaie evertical di!V&0 9),(= i co+eficientul bazei de tim

di!ms&1!

9!= s se determinevaloarea efectiv a tensiunii alternative ifrecvena acesteia.

5mlitudinea tensiuniialternative este4

;i'ura A.1(


11/93

V0

&U !!0 ),1!

ma* ==

0aloarea efectiv4

VUUUef (,1B(B,(!

1ma*ma* ===

8erioada semnalului msurat4ms&12

1!!!A!% ===

;recvena4

'z2

f 1!)1(A

11$=

==

Msurarea rec+en-ei )rin metoda iurilor Lissaous

Unui oscilosco catodic av?nd coeficientul dedefle*ie e vertical di!V&0 91= i coeficientul de defle*ie eorizontal di!V&1 91= , i se alic e canalul 0un semnal

sinusoidal de frecven 'zf4 !((= , iar e canalulun altsemnal sinusoidal de frecven necunoscut. & se determinee*resiile celor dou tensiuni, dac e ecranul aaratului seobine ima'inea stabil din fi'ura A.1!.5. &e consider cosciloscoul nu introduce distorsiuni de faz.

&emnalele alicate au e*resiile4

( )

( ) ( )

+=

=

tUtu

tUtu

00

11

sin

sin

5mlitudinea semnalului ( )tu1 este4

V&1

U 1!!3 ),$!

1B

!==

=

5mlitudinea semnalului ( )tu0 4

V&0

U 0!!4 ),!!

1)

!=

=

=

8e baza relaiei44433 fNfN =

entru fi'ura >issa3ous format se deduce4

'zN

Nff

3

4

43 1((%

!!(( ===

2eci4( ) ttftu 31 !((sin!!sin! ==

( ) ( ) +=+= ttftu 40 %((sin$!sin$

Din?nd seama c fi'urile >issa3ous deind i de defaza3ul dintre cele dou tensiuni ( )tu1 i ( )tu0aa cum se rezint "n fi'ura A.1!.. se deduce4 %$ =

;i'ura A.1!.5


12/93


13/93

( )ine3ine3 55

55rl +=

+==

!!!!

1!!

&e oate scrie4

( )ine3

m/

55

IN

' += 1!

sau4

( ) !!1!

1

1ma*

'''

''3

ine3

1&

1&

R55

N' =

+=

"n care ''1 rerezint deviaia ma*im e orizontal a sotului osciloscouluicoresunztoare ciclului de histerezis.

Fumeric se obine4

( ) di!mAsp

&'9

),%$)1$,((%,((),(1%,$

1,(A(!=

+

=

2eoarece di!3 '' 1(= rezult4

mAsp1

&' ''' 9),!1BB)%$))!

ma* ===

=ensiunea indus la bornele "nfurrii de msurare este4

( )( )t.8Ndt

d

dt

de !! ==

.

Consider?nd curentul de intrare "n amlificator ne'li3abil, conform rimei teoreme alui Girchhoff4

(=+ &R ii

sau4( ) (!

!

! =+

ioi uu

dt

d&

R

ue

Din?nd seama c(a

uu oi= se obine4

++=

dt

duR&u

adt

du&Re oo

o!!

(

!!!

1

2eoarece factorul de amlificare are valoare foarte mare se oate scrie4

dt

du&Re o

!!! =

2eci4

( )( ) =

== dtt.8N

dt

d

&Rdte

&Ruo !

!!

!

!!

11

( )t.8N&R

!!!

1=

6ezult4

( ) ma*!!!

ma*!

18n

55N

&RU ine3o

=

&au4

( ) !!!

!

!!ma*

''8

''0

ine3

0&

0&

N55n

&R8 =

=


14/93

"n care ''0 rerezint deviaia ma*im e vertical a sotului, coresunztoare ciclului dehisterezis4

( ) ( ) di!2

N55n

&R&&

ine3

08 A$!,(

!)((%,((),(1($,($(

1(!,11($C!,(!!$

$

!

!! =

=

=

2eoarece di!0''

=

se obine20&8 ''8 %C,!$A$!,(!9ma* ===

8entru determinarea ierderilor secifice de ener'ie "n eantion se e*rim ariaciclului de histerezis i se deduce succesiv = 4d3A

"n care4

( )( ) ( )t8n

55

&R

N

&&R

t.8N

&&

uu.4 ine3

400

oo0

!

11

!!

!

!!

! ====

( ) ( )

111

!

1

N

t'55R

&IR.3 ine3

3m/1

+==

( )( )

( )( )=

+

=

td'

&N

R55t8

&

55n

&R

A3

ine3

4

ine3

1

1

!! !!

1

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) V%&f&

t't82&&

2

td't8&&

td'&

t8&

'8'8

'8'8

11

111

=

=

===

5ici Vrerezint volumul materialului feroma'netic.6ezult4

[ ]6/$AA

A&f&

Vm

A&f&

m

%p

7e

'8'87e

$A%,!1(,B

),%$)A$!,()(

9

$ =

=

====

"n careAse e*rim "n cm!.


15/93


16/93

+out 6 5 +s9 "2"16 00 m;

2aca "26100 7e ecranul osciloscoului se observa4

0 0.5 1 1.5 2

t(ms)50mV 5V

Vs

Vout

5stfel marind rezistenta "2de 1( ori s+a obtinut o amlificare in tensiune de 1(( deori.

3. $m)liicator sumator

2aca la intrarea unui circuit inversor se alica mai multe semnale se obtine la iesire

suma onderata cu semn schimbat- a marimilor de intrare

&chema circuitului este urmatoarea4

+

-A1

R comp

R3

R 1v s1

v out

R2vs2

cu valorile entru rezistente4 "1 6 1 78 "2 6 10 78 "3 6 10 78 "com) 6 17.

8e intrari se alica4+ semnalul vs1sinusoidal cu amlitudinea de 1(( m0 si frecventa de 1 GHz

+ tensiune continua v&!de 1 0.

In urma masuratorii e ecranul oscilocoului se obtine 4


17/93

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

0 1 2 3 t(ms)

V(V) Vs1+Vs2

Vout

5. &ircuit de interare 8 "com)6 10 7.

).1. &e alica la intrare un semnal dretun'hiular cu amlitudinea de )( de m0 si

frecventa de 1(( Hz, iar forma semnalului de iesire este urmatoarea4

-60

-40

-20

0

20

40

60

0 5 10 15 20

0.5V t(ms)

V(mV)Vs

Vout


18/93

2aca se lucreaza la frecventa de 1 GHz avem4

-50

0

50

0 5 10 15 20

t(ms)

V(mV) Vs

Vout

In formele de unda de la cele doua frecvente aar diferente datorita fatului ca la

frecventa f1((Hz erioada semnalului este = 1( ms, iar la f 1GHz, = 1ms. Cum

constanta de tim a inte'ratorului este 61C! (,!!ms se observa ca la frecventa 3oasa de

1(( de Hz JJ = 1(ms fata de frecventa de 1 Ghz unde =9), deci cam acelasi ordin de

marime.

2eci in cazul f 1(( Hz e oscilosco forma de unda va aro*ima ciclurile de

incarcare si descarcare ale condensatorului rintr+o e*onentiala-, fata de cazul f 1 Ghz

unde e*onentiala va fi aro*imata cu un se'ment de dreata datorita fatului ca, constanta de

tim de indicare a condensatorului este de acelas ordin de marime cu erioada semnalului.

).!. Caracteristica modulului functiei de transfer in functie de frecventa este

asemanatoare cu cea a unui filtru trece+3os deoarece imedanta condensatorului scade cu

cresterea frecventei, deci la frecvente inalte amlificarea va scadea.

"as)unsuri la intrebari:

1. "com)foloseste la limitarea tensiunii reziduale de iesire cu intrarea la masa-.

"com) nu modifica amlificarea oerationalului.

!. 8entru amlificatorul oerational in confi'uratie inversoare cu amlificare marita avem 4

$!

$!

%

(

%

RR

RRR

!iR

++

=

$!

$%!

RRRII RR +

=

1

!1R

VII

.

RR ==


19/93

5+11((

$. 8entru sumatorul de la unctul $ cu teorema suerozitiei4

Un circuit somator cu 5K atenueaza tensiunea de iesire asa cum face unul realizat cu

elemente asive.

%. 8entru circuitul derivator avem4

8entru

8entru circuitul inte'rator avem4

$

$!

1$

$!

!

$!

$!

%

(

R

RR

R

V

R

RRI

RR

RRR

V sR

+=

+=

++

+

+

+==

$!

$!

%

$

!

1

( 11

RR

RRR

R

R

RV

VA

.

!1 ooout VVV +=

1

1

$

1 .o VR

RV = !

!

$

! .o VR

RV =

( )!1!

!

1

11

$ 1( ...s

out VVR

V

R

VRV +=

+=

( )

1

1

!

1

!

1

&9R

R

)

)9A

+==

( )!

1

!

1

!

1!

1 &R

&R9A

+

=

11

(

1

&R= ( ) !)

!

!

1

! ==R

R9A ( )

1

!

R

R9A =


20/93

). 6ezistenta 6!din schema inte'ratorului are rolul de a asi'ura o amlificare mai mica entru

a nu se satura amlificatorul fara 6!avem o amlificare foarte mare deoarece imedanta

condensatorului la frecvente 3oase este foarte mare-.

. 8entru alternanta ozitiva a lui 0&dioada 21 limiteaza tensiunea la iesirea amlificatorului

oerational.

;unctionarea redresorului bialternanta este4

a. daca 0&L( L 21 deschisa si 2! blocataL K m (0. 5stfel in sumator realizat cu 5!va

intra doar 0&L ;out 0&!69!6 6 ;Sentru 0s L (

b. daca 0&J( L 21 blocata si 2! deschisa L Km + 0s696 + 0&

5stfel, in sumator vor intra 0& rin rezistenta de valoare !6 si Km + 0&rin cea de valoare

6.6ezulta 0out 0& entru 0&J (

2eci entru un semnal 0& sinusoidal rezulta ca la iesire avem un semnal redresat

dublualternanta.

B. Circuitul de lo'aritmare are e*resia4

;out 6 5 ;Tln


21/93

biectul lucrarii4>ucrarea isi roune studierea rincialilor arametri ai unui

amlificator oerational cu a3utorul unor circuite simle de masura. &e analizeaza comarativ

doua amlificatoare oerationale de uz 'eneral, unandu+se in evidenta abateri de la idealitate

ale acestor circuite si deci anumite limitari in functionare, aceste asecte fiind fundamentale

atat entru fabricantul de circuite inte'rate, cat si entru utilizator in faza de roiectare a unei

alicatii concrete.

7. "as)unsul in rec+enta )entru am)liicator in+ersor

&chema circuitului este4

+

-A1

Vout+15V

- 15V

Rcomp

1k

R2

R1Vs

cu urmatoarele valori entru rezistente "16 10?8 "26 10?8 "com)6 1?.

&e alica la intrareun semnal sinusoidal cu amlitudinea de 0 m;si frecventa variabila.

@.1. 2ua ce se vizualizeaza e oscilosco tensiunea de iesire, se determina frecventa

limita suerioara S 63A0?,ca fiind valoarea frecventei entru care modulul amlificarii

scade cu $ d fata de valoarea din banda.

@.2.&e reeta masuratorile utilizind urmatoarele valori ale rezistentelor4 "16 1?8

"26 10?

8 "com)6 1?

.&e obtineS6110?,,tensiunea de decala3;I60m;

fHzN 1 1( $( ) 1($ !(( $((0(0N (.) (.) (.) (.) (.%) (.! (.1A0(90I 1( 1( 1( 1( % $.B!(l'0(90i- !( !( !( !( 1.(A 1!.(% 11.$

&e ridica caracteristica comleta amlitudine + frecventa la scara lo'aritmica4


22/93


23/93

2. &urentii de intrare IBC8 IB

5si curentul de intrare de decala8 I I

5cesti curenti au fost masurati utilizand urmatorul circuit4

+

-A2

R2

15 M

Vout

+15V

- 15V

C2

10 nF

C110 nF

R115 M

2.1. 8entru&I M 10A obtinem4;out 6 1. ; si deci IB:6 100 n$

2.2. 8entru I+ obtinem4 ;out 6 1. ;si rezultaIB56 100 n$

2.3. Kbtinandu+se ;out 6 1 ;rezulta entru II6 //./ n$

2.4. 8entru &I $ @41obtinem4 ;out 6 0. ;si deci IBC6 33 n$

2.5. 8entru I+ obtinem4 ;out 6 0. ;si rezultaIB56 33 n$

2.6. Kbtinandu+se ;out 6 0.3 ;rezulta entru II6 20 n$

3. &astiul in bucla descisa

&e utilizeaza urmatorul circuit cu&I M 10A4

+

-A2

R2

100k

Vout

+15V

- 15V

R4

1k

R3

100k

Vs R1

100k

V R

V D


24/93

3.1&e alica la intrare un semnal sinusoidal cu amlitudinea de ;si frecventa de 1

,.

5m obtinut4;out 6 4.; si ;"6 4 m;. Cu formula4 a 5 1009 ;out ;"se obtine o

amlificare in bucla deschisa de a 2910

.&e obtine frecventa 62,.


1. 2aca 0IK ( rezulta 0out I6!

2aca 0IK este diferit de ( rezulta 061 0out 619 61: 6!-.

2. Circuitul M1(A este bun la tensiunea de decala3 fata de 5B%1, dar mai slab in ceea ce

rivesc curentii de decala3.

/. anda de frecventa se modifica odata cu modificarea amlificarii deoarece 5 ct.

Laboratorul 6

Masurarea deplasrilor cu traductoare inductive

8artea I

1. ;ormule si scheme folosite


25/93

2elasarea * a miezului ma'netic intre cele doua bobine care constituie traductoruldiferential, determina variatii in sensuri ouse ale inductivitatiilor.

=ensiunea de iesire 0m, masurata e riza mediana a traductorului este 4

am

aaam

a

am

V3

3V

3

3((

3

3((

V((

((V

((

(VV

((RR

(9R(9R

V(9RVV

(

(

(1

(

(!

1!

1!

!1

!

!1!1

!!11

!!

1

1

!

-

!-

=

=

+=

+

=+

+=

+


26/93


27/93

>ormele de unda obtinute sunt4

emnal de referinta din %1:

8anta dretei >1+>!-*-4B.(= @


28/93

emnalul in punctul %2:emnal in punctul %*:

emnal in punctul %-:


29/93

emnal in punctul %: emnalul din punctul %;:


30/93

pentru 32>1@mm

$. 6asunsuri la intrebari

5mlitudinea de oscilatie a oscilatorului K&C trebuie stabilizata deoarece oscilatorulfurnizeaza o tensiune alternativa entru alimentarea traductorului si o tensiumn dereferinta entru comanda detectorului sensibil de faza 2&;.

=ensiunea alternativa furnizata entru alimentarea traductorului, 0a, trebuie sa aibaamlitudinea de oscilatie stabilizata entru ca amlitudinea de oscilatie a tensiunii de laiesirea traductorului 0m sa fie roortionala cu * delasarea miezului ma'netic sa fiestabilizata. &emnalul sinusoidal alicat traductorului trebuie sa fie ur entru ca si semnalul de laiesirea traductorului sa fie ur, deoarece, e de o arte, semnalul de la iesirea traductoruluieste roortional cu delasarea * a miezului ma'netic, iar e de alta arte semnalul delaiesirea trebuie sa fie ur entru ca acesta este in continuare amlificat de amlificatorultransconductanta 5=5 care este acordat e frecventa oscilatorului. Kscilo'rama care evidentieaza eventualul dezacord dintre frecventa semnalului sifrecventa e care este acordat amlificatorul de transimedanta 5=5 este =8B deoareceK&C furnizeaza o tensiune alternativa entru alimentarea traductorului,aceasta tensiuneeste roortionala cu tensiunea de la iesirea traductorului 0maceasta din urma fiind sitensiunea de la intrarea amlificatorului transconductanta5=5 a carui marime de iesire estecurentul debitatb in secundarul & la intrarea 2&;. Criteriile de dimensionare a elementelor din ;=P sunt4 ;recventa de taiere a filtrului L frecventa oscilatorului entru a inlatura

armonicele suerioare din sectrul oscilatorului in cazul in care semnalul nu esteur.

=ensiunea carecade e condensatorul CBsa fie e'ala cu tensiunea de la iesirea 2&;astfel incat sa oata fi indelinita conditia de adatare.

8artea II+5


31/93

In aceasta arte se vor efectua masuratori cu recizie ridicata a diverselor iese aflatela masa de masura .

&e foloseste comaratorul electronic de tiul C8%(! cu traductoare inductive

diferentiale de delasare de ti => %(!.5ran3amentul e*erimental curinde stati+ulcare este alcatuit din4 coloana cu surubrectificat cu asul de1%mm, surub de blocare a masutei suort, surub de re'la3al ozitieimasutei suort, surub entru blocarea traductorului, iulita manson entru re'larea inaltimiisuortului traductorului, surub de blocare a suortului traductorului si com)aratorul &% 402cu urmatoarele elemente4 instrument indicator, lama de semnalizare ornit 9orit, comutatorde ornire si de ale'ere a domeniului de masurare in m, comutatorul modului de lucru.

Scema bloc a com)aratoruluieste indicatain fi'ura de mai 3os si curinde4 oscilatorul cu o frecventa de aro*imativ )Hz, stabilizat in amlitudinecare

'enereaza doua tensiuni in antifaza :0a si Q0a/ amlificator sumator de curent alternativ 5&5 care insumeaza iesirile traductoarelor

5 si si iesirea otentiometrului 8, de fi*are a ori'inii/ detectorul sensibil de faza 2&; si filtrul trece 3os ;=P / indicatorul I/ laca de masura 8M.


32/93


33/93

ensiunile de la iesirea din traductor ma3ima:

ensiunile de la iesirea din traductor mnima:

ensiunea de la iesirea din 7 se o=tine nula pentru ca filtrul are o ferc!enta detaiere foarte mica si de aceea ni!eleaza semnalul o=tinand componenta de curent continuu.


34/93

e o=tine !aloare nula pentru ca !aloarea ma3ima a tensiunii este 1.-V iar!aloarea minimaeste B1.-VCtensiunea de cap de scara este de 1Vcurent continuuD.

eniunea de masa se o=tine nula.

2iferenta dintre cele doua cale este de !%(m, iar diversele valori ale ieselormasurate sunt date in tabelul de mai 3os4

*+,s /os+m,!m"1 50

2 30

3 30

4 50

5 2'

6 4' 6


1- &emnul delasarii masurate cu traductorul oate fi schimbat e cale electrica cu a3utorulotentiometrului helicoidal 8 de fi*are a ori'inii masurarii.

$- l5>l(1:

tN l(:

l(

tl(1((mm

15>!%R1(+9Ct!)C+ !(C)C

Lll5>+l(1l(t1!m

%- =inand cont de rezultatul de mai sus rezulta ca iesele trebuie maniulate cu 'ri3aentru ca la variarii mari de temeratura acestea se ot dilata la cresterea temeraturii- sau seot contractala scaderea temeraturii-.


35/93

Laboratorul 7

$%M&'()L

Bre+iar teoretic

S+metrul este un aarat utilizat entru masurarea imedantelor rin metode derezonanta. &chema bloc a S+metrului este rezentata in fi'ura 1. ;recventa f' si nivelul'eneratorului E' sunt re'labile. 8e cadranul voltmetrului de curent alternativ - se citestefactorul de calitate.

fi'ura 1

;recventa 'eneratorului oate fi re'lata intre valorile f'min)(GHz si f'ma*)(MHz cu orezolutie f, variabila de la scara la alta. Condensatorul variabil Cvacoera un domeniu de la!1; la ))(; cu o rezolutie C(,1; utilizind re'la3ul fin -. 0olmetrul are trei scari demasura4 (+1((, (+$((, (+((/ cu rezolutia S variabila de la scara la alta.

%rinci)iul de masurare

K inductanta, montata la bornele bobinei T>*, realizeaza imreuna cu caacitateavariabila Cvun cicuit selectiv serie. =ensiunea la bornele Cv 1- atin'e o valoare ma*ima , larezonanta, cind reactanta circuitului selectiv este nula.

U& r 91

+c! /=+

1

- 1-

;recventa de rezonanta (se obtine din relatia !-4

1 (&

o o

o

-

= =1

( !-

;actorul de calitate al circuitului S arata de cite ori este mai mare tensiunea U c larezonata - decit tensiumea E'. 8ornind de la relatia 1- se abtine !-4

E U

+

1

r

co

/

= = ( $-


36/93

Uco ,Vo rerezinta tensiunea e condensatorul variabil, resectiv reactanta inductivacaacitiva- la rezonanta. 6ezistenta de ierderi a circuitului se noteaza cu r. 8entru o valoare

restabilita a tensiunii E', votmetrul indica factorul de calitate al circuitului.>a S+metru se ot face doua tiuri de masuratori4 directe si indirecte. 8rin metoda

directa, entru o frecventa imusa, 1,se masoara numai inductante curinse in domeniul

Lmin8 Lma*F8rin metode indirecte se masoara inductante ,care nu aartin domeniului de masura

direct sau caacitati. Metodea necesita utilizarea unei inductante au*iliare >a.

EroriErorile care aar in rocesul de masura sunt datorate rezolutiilor finte si imrecizie in

stabilirea acordului. Fu se va considera eroare sistematica la citirea S.6ezolutia fconduce la termenul de eroare

e f

ff

/

=

)-

Eroare absoluta ec, la determinarea valorii condensatorului variabil la rezonanta Cv5,are doua comonente4 C datorita rezolutiei si eadatorita imreciziei acordului4

e &

E

E

Ea

!a= (

(

!

!1 B-

unde S(,S rerezinta valoarea reala, resectiv masurata, a factorului de calitate.In cazul cel mai defavorabil SS(S. Eroare relativa ceste aro*imata de relatia

&&

VA VA

e

&

&

& E

E

E= = +

1 ! A-

Masurarea inductantelor )rin metode directa

>*se calculeaza cu relatia -4

(&

3

/ V

= 1

! -

Eroare relativa >*este4 (3 c f + ! 1(-

;actorul de calitate S*este aro*imativ e'al cu factorul de calitate citit S. Eroarea S*este4

E3 s

E

E= +

11-

unde s este eroarea sistematica, datorata factorului de calitate finit al Cv , rezistenteivoltmetrului si 'eneratorului.

Masurarea inductantelor )rin metoda indirecta2aca inductanta necunoscuta >*este conectata in seria cu bobina au*iliara >aatunci4

(& &

E E E & &

& E & E

3

3

=

=

1 1 1!

1 (

( 1( 1

( ( 1 1

-

1!-

2aca >*

este conectata aralel cu >a

adica la bornele C*

-


37/93

(& &

E E E & &

& E & E

3

3

=

=

1 1!

1 (

( 1( 1

1 ( ( 1

-

1$-

Masurarea ca)acitatilor2aca C*se conecteaza la bornele TC*, deci in aralel cu Cv, atunci4

& & &3 = ( 1 1%-

E E E & &

& E E3 =

1 ( ( 1

( ( 1

-

- 1)-

2aca C* se conecteaza seria cu >a , atunci4

&

& &

& &3 =

( 1

1 ( 1-

E E E & &

& E E & E & 3 =

1 ( 1 (

1 ( 1 1 ( (

- 1B-

Masurarea re,istentelor

2aca R3 se conecteaza in serie cu (a atunci se obtine4

R& E E

3=

1 1 1

( 1 (.

In cazul in care R3 se conecteaza in aralel cu (a se obtine4

( )R

E E

& E E3=

1 (

( ( 1 .

Desasurarea lucrarii1. &e reresinta 'rafic caracteristicile >*f- si S*f- entru o bobina din setul de bobine

al S+metrului. Masuratorile se fac entru ) frecvente, uniform distribuite in domeniul defrecvente inscritionat e carcasa bobinei.

f Hz- C0;- S > H- r, >*@- r, S*@-11B %A 1%( $,A ! (,B1B( !1A 1B( %,(! 1, (,)!$( 11! 1B( %,!B 1,A (,)!B( B 1( %,)B !,1 (,%11 !) ( ), % 1,1

&e calculeaza ea1/ ea!/ ea$/ ea%/ ea).

&e calculeaza rE&

(

V

= 1

1 (,(!. &e obtin aoi entru E

r &6

6 ( V

F=

1

valorile4

S!!1%/ S$$(/ S%$AA/ S)BB). &e rerezinta e 'rafic.


38/93

0

1

2

3

4

5

6

90 kHz 170 kHz 270 kHz 450 kHz

L

0

100

200

300

400

500

600

700

800

117 kHz 170 kHz 230 kHz 270 kHz 411 kHz

Q

Q*

!. &e masoara aceeasi bobina >*la alte doua frecvente4 f(Jfminsi fLfma*, situate in afaradomeniului direct de masura. &e rerezinta valorile e 'rafic.

f Hz- MK2 S( C0(;- > H- S C0;-( serie 1( %(% 1,A) 1%( $!

%)( aralel 1$( )! ),A 1!( B%

$. Utilizand aceeasi >a, se masoara o caacitate necunoscuta C*1J$((; la frecventa f1.&e calculeaza C*1, S*1 si erorile r, C*1, r, S*. 8recizati modul de conectare. &e refacmasuratoriile la frecventele ! f1si $ f1.

f Hz- MK2 S( C(;- S1 C1;- C*;- S* r, C*1 r, S*111B aralel 1%( %A 11( $B 11( 11 (,%@ (,A@!$% serie 1( 1(% ( ) 11A %% !@ !@$)1 serie %%( !1 $ !A A% )$ A@ 1,A@

%. Utilizand aceeasi >a, se masoara o caacitate necunoscuta ((;JC*J1(n; lafrecventa f). &e reeta masuratorile la frecventele f%si f$.

f Hz- S( C(;- S1 C1;- C*;-!$( 1B( 11B 1B( 1B( !1(!B( 1( B 1( 1( 1$A

%11 ( !) A A ((


39/93

":;actorul de calitate al unui circuit >C deinde invers roortional de C. 2eci candC creste rin conectarea in aralel a condensatorului C*factorul de calitate S scade.

B. Utilizand bobina au*iliara se masoara o rezistenta 6*.

":f!$( Hz/ S(1B(/ S1%A/ de unde ( )R

E E

& E E3=

1 (

( ( 1 %1$. Eroarea relativaeste er*eC:ef:eS1:eS!!,$@


40/93

Laboratorul 8

!onvertoare analo" nuerice cu apro*iare succesiv

Convertoarele analo' numerice realizeaz comromisul otim "ntre recizia i

viteza de conversie, la o comle*itate accetabil a schemei .C5F se utilizeaz curent "n aaratura de msur, sisteme de achiziie de date,

transmisia i relucrarea numeric a informaiei.&chema bloc a acestui convertor este rezentat mai 3os 4

&chema machetei de laborator conine un circuit inte'rat 25C+(A care este unconvertor de A bii, cu divizare de curent. El are intrarea 0IF+ le'at la masa analo'ic care areun traseu searat de masa di'ital entru a utea determina otenialele ozitive sau ne'ative,indiferent de valoarea analo'ic a acestora.0aloarea acestui otenial este

0IF: 0IFQ 6I(F- ,6)G.

&chema de rinciiu a comaratorului este dat mai 3os4


41/93

>unc-ionarea scemei :

nceutul unui ciclu de conversie este comandat rin semnalul lo'ic S& 61/ &e comar tensiunea de intrare ;in, cu cea furnizat de &'$ la un moment dat.

=ensiunea furnizat de &'$ este;o


42/93

!. &e vizualizeaz tensiunea ;I'Centrutensuinea ;I'6A; 4

$. &e determin caracteristica static de conversie a &$' i erorile acesteia. &e re'leazfrecvena ceasului de conversie la valori foarte mici. Cele mai imortante sunt tranziiilede cod rinciale entru care se schimb toi biii codului binar de la un ran' in 3os. &e

obine urmtorul tabel de valori4

Fivelulbinar-

0min 0ma* Mediatensiunii

Fivelulzecimal-

( ( (.(1B (.((A) (1 (.(! (.()) (.($B) 1

1( (.(A (.(% (.(A1 !11 (.1 (.1) (.1!) $

1(( (.1)1 (.1B (.1() %1(1 (.1B (.!1 (.1 )

111 (.! (.$ (.!A B1((( (.$ (.$$ (.$1) A1((1 (.$$) (.$) (.$%!) 1111 (.%) (.)B (.)1 1)

1(((( (.! (.$ (.!) 11(((1 (. (.A (.B$ 1B11111 1.! 1.!) 1.!!) $1

1((((1 1.$ 1.$!B 1.$1$) $$11(((( 1. 1.$ 1.1A %A111111 !.! !.!$ !.!1) $

1(((((( !.)) !.)B !.) %1(((((1 !.)A !. !.) )1111111 %.A ).( ).($) 1!B

1((((((( ).1! ).1% ).1$ 1!A1((((((1 ).1) ).1A ).1) 1!1((((1(( ).!A ).$ ).! 1$!1((1(((( ).B) ).BB ).B 1%%11(((((( B. B.B B.A 1!1111111( 1(.1$ 1(.1) 1(.1% !)%

8e baza datelor din tabelul de mai sus se determin caracteristica de conversie real ifolosind datele de mai sus i urmtoarele formule se detrmin dreata celei mai bune

i ii li i t i ti ii d i l


43/93

( )[ ] ( )

( ) ( )

= =

= ==

=,

i

,

iiINiIN

,

i

,

i

i

,

i

iINiINi

NVNV,

NNVNVN,

a

1

!

1(

!

(

1 11

((

,

( )

,

NVaN

=

,

i

,

i

iINi = =

= 1 1

( , G fiind numrul de uncte msurate.

Comar?nd cele dou caracteristici se observ c e*ist la caracteristica real erori deamlificare, de zero, de nelinearitate.

%. &e alic la intrarea "n convertor, o tensiune liniar variabil U=>0t-, de frecven3oas f1(Hz-, suraus este tensiunea continu de intrare "n C5F. &e baleiaz tensuineade intrare "n 3urul tranziiilor i se obin datele din urmtorul tabel4

Fivelul

binar-

0min 0ma* Fivelul

zec-1( (.($A (.(% !1(( ( 1A ( !(A %


44/93

1((( (.$ (.$BB A1(((( (.A (.B1 1

1((((( 1.$1$ 1.$) $!1(((((( !.)A !.! %

1((((((( ).1) ).1$ 1!A&on+ertor tensiune5rec+en - cu astabil simetric

cu reac-ie ca)aciti+ ntre emitoare

&coul lucrrii 4

Circuitul de studiu este rerezentat "n fi'ura din dreata. 5cest circuit simetric este defat un amlificator diferenial cu tranzistoarele S1, S!i circuitele de decalare a nivelului S$,6), 6i S%, 61(, 611.

5sura acestui circuit, se "nchide o buclde reacie ozitiv rin cone*iunile "ncruciatecolector+baz de la C1la !i resectiv C!la 1i

rin condensatorul C conectat "ntre E1i E!.Ultima cone*iune este efectiv doar entru

variaii raide ale tensiunii e condensator iine*istent entru variaii lente

condc

d0i C

dt=

8e durata re'imului tranzitoriu raid,reacia este ozitiv, du cum se oate verifica

urmrind transmiterea unei erturbaii ne'ativealicate la emitorul lui S1. 8rin deschidereaacestui tranzistor se roduce o variaie sre +- incolectorul C1 i simultan o variaie sre :- incolectorul C!. 5ceste variaii se transmit cusemnul +- rin S%, 61(, 611, S!la emitorul lui S1"ntrind erturbaia iniial , i cu semnul :-

rin S$, 6), 6la baza lui S1, determin?nd deschiderea mai raid a lui S1.n fi'ura de mai sus, se consider momentul imediat consecutiv unei erturbaii de

tensiune ne'ativ s'eile ne're- la baza lui S!. Circuitul evolueaz "n la tierea lui S1ideschiderea la curentul ma*im osibil a lui S!, care va susine la emitor un curent de mrime!I momentul t("n fi'ura 1-.

=ensiunea la emitorul tranzistorului S1, "n momentul iniial, este mai mare "n baz,deoarece acesta tocmai a efectuat un salt de la valoarea metastabil anterioar 0 EH- la 0EH :0EHQ 0E>- adic un salt ozitiv de tensiune 0EHQ 0E>i ca urmare tranzistorul S1se menine

blocat c?t vreme tensiunea la emitorul lui S1nu coboar la 0E>.

2esfurarea lucrrii 4

a.se ridic caracteristica de transfer a convertoarelor 0+I/

+ tensiunea de intrare este 06 msurabil cu multimetrul comutat e 0m0- 2C ire'labil "n domeniul (


45/93

+ colectorul tranzistorului care nu se masoar, se conecteaz la mas entru a nu afectafuncionarea 'eneratoarelor de curent/

6ezultatele obinute se trec intr+un tabel de forma celui de mai 3os 4

06 0- (.1 (.! (.) 1 ! ) 1(IC) m5- (,(! (,($ (,1 (.1 (,% (, 1,BIC m5- (,(! (,(% (,1 (,! (,$ (,A 1,$IC): IC (,(% (,(B (,! (,$ (,B 1,B $,IC)Q IC ( +(,((1 ( +(,(1 (,(1 (,(1 (,(%

c) c

c) c

I I

I I

+ (,(( +(,(1 (,(( +(,($ (,(1 (,(1 (,(1

&e observ o deenden lo'aritmic "ntre suma curentilor i tensiunea 06.

b.&e ridic caracteristica de transfer f+0/

+ se vizualizeaz formele de und la C1, C!i se deseneaz la scara "n 0N i t ms,nsN/+ se modific tensiunea alicat la intrarea convertorului 06msurat cu multimetrul i

se msoar semierioada e alierul ozitiv =9!:- sau ne'ativ =9!+-.

&e face tabelul coresunzator valorii & 6 1H> 4

06 0- 1 $ ) B 1(

=9!:- msN ), $,( !,! ! 1,$ 1)=9!+- msN ),% $,1 !,1 1, 1,$ 1)f HzN (,1 1$,$ !$!,) !),%1 $A%,! $$,$$

=9!:- Q =9!+- (,! +(,1 (,1 (,1 ( (=9!:- : =9!+- 11 ,1 %,$ $, !, $(

&e observ o deenden aro*imativ liniar "ntre tensiunea 06i frecvena f, lucru ce reiesedin 'raficul de mai 3os 4


46/93


47/93

ntrebri 4

1. Ce rol au diodele 21 i 2B W

2iodele 21i 2Bau rolul de a rote3a tranzistoarele S11i S1!.

!. Ce rol are dioda 2AW2ioda 2Aare rolul de a "nchide bucla de reacie a amlificatorului 5K1.

$. Ce rol are condensatorul trimmer C%/ de ce a fost revzut doar e acest domeniu din celetrei WCondensatorul trimmer C% ermite variaia imedanei caacitive dintre bornele 1!+1$,imlicit sarcina tranzistorului S1.

%. =ranzistoarele S), Snu sunt "n circuitul inte'rat, "n schimb SB, SA sunt. Era mai bineinversW 2e ce W=ranzistoarele SB si SAtrebuie s fie situate e acelai chi entru a utea considera ca auaceeai temeratur, obin?ndu+se astfel IC IC1( ICB ICA.

1!. 8oate functiona convertorul la cureni IC) IC ICtinz?nd sre ( WConvertorul nu oate funciona la cureni IC) IC ICtinz?nd sre (, deoarece "n acest caz amavea i c f tinde sre (.


48/93

Laboratorul 9

Puni de curent continuu

1. Bre+iar teoretic

n fi'ura urmtoare este rezentat scema unei)unti Jeatstone, unde s+a notat currezistenta intern a sursei, iar cu "+rezistenta la borne a indicatorului de nul sauvoltmetrului- din dia'onala detectoare.

Consider?nd rne'li3abil si "+ foarte mare, tensiunea de dezechilibru !12se 'sestecu relatia4

8untea este echilibrat c?nd !126 0. >a echilibru "ntre rezistentele untii e*ist relatia4

&e definesc4

6aortul untii $ , ca fiind raortul a dou rezistente alturate, conectate la aceeasiborn a voltmetrului, c?nd untea este la echilibru.

;actorul de re'la3 4

UR

R R

R

R R

+/1!!

1 !

$

$ %

=

+

+

AR

R

R

R= =1

!

%

$

A RR

RR

= =!1

$

%


49/93


50/93

1(.) $1.! !.!) !).1 (.A 1.1)1( $1.1) !) !% (.$$ 1.) $1.(1 !$.B) !!.A (.BB (.) $(.AB !!.) !1.B 1.(!! (.AA.) $(.B$ !1.!) !(.) 1.(B (.B)

A $(.) !( 1.$ (.!(% (.BB.) $(.%) 1A.B) 1A.1 (.!1 (.)B $(.$1 1B.) 1B.1 (.!1B (.%.) $(.1 1.!) 1). (.!! (.$) $(.(! 1) 1%.B (.!$ (.$).) !.A 1$.B) 1$.) (.!%A (.!)) !.B) 1!.) 1!.! (.!% (.$%.) !.1 11.!) 11.! (.!BA (.()% !.%B 1( 1( (.$ ($.) !.$! A.B) A.A (.$!B +(.()

$ !.1A B.) B. (.$$ +(.1!.) !.(! .!) .% (.%1! +(.1)! !A.AA ) ).! (.%A) +(.!1.) !A.B% $.B) $. (.1$ +(.1)1 !A.( !.) !.B (.A% +(.!(.) !A.% 1.!) 1.) 1.%$$ +(.!)( !A.$! ( (.! 1(.1 +(.!+(.) !A.1A +1.!) +1 +!.1 +(.!)+1 !A.(% +!.) +!.$ +(.B +(.!+1.) !B.( +$.B) +$.) +(.B1 +(.!)

+! !B.B +) +%.A +(.)1B +(.!+!.) !B.! +.!) +.1 +(.%!A +(.1)+$ !B.%B +B.) +B.$ +(.$B% +(.!+$.) !B.$$ +A.B) +A. +(.$$! +(.1)+% !B.1 +1( +. +(.$(! +(.1+%.) !B.() +11.!) +11.! +(.!BA +(.()+) !.( +1!.) +1!.! +(.(% +(.$+).) !.B +1$.B) +1$.) +(.(%A +(.!)+ !.! +1) +1).1 +(.($! (.1+.) !.%A +1.!) +1.% +(.(!! (.1)

+B !.$$ +1B.) +1B.B +(.(1$ (.!+B.) !.1 +1A.B) +1 +(.(() (.!)+A !.() +!( +!(.$ +(.AA) (.$+A.) !).1 +!1.!) +!1.B +(.A!! (.%)+ !).BB +!!.) +!$.1 +(.B (.+.) !).$ +!$.B) +!%.% +(.B!( (.)+1( !).% +!) +!).% (.AAB (.%+1(.) !).$) +!.!) +!.) (.A)) (.!)+11 !).!1 +!B.) +!B.1 (.A$A (.%

"4s+a calculat cu a3utorul formulei4


51/93

&+a fost aro*imat cu valoarea 19% calcul?ndu+se astfel S. 53ust?ndu+se cutiadecadic la valorile "4s+a determinat tensiunea de dezechilibru !12. Errerezint eroarearelativ de msur a tensiunii !12si are valoarea4

e = cU

Ur&= +

unde b 6 0.1K, rerezint eroarea de citire, c 6 0.1Keroarea cat de scar iar !csestecatul de scar si este e'al cu 1000 ;.

b.,eterinarea erorii e*perientale8entru determinarea cu o recizie mai bun de (.)@ a lui Scu un ordin de mrime

mai bine dec?t eroarea imus de )@- se consider factorul untii de forma4 A ,= ! ,

unde4

AR

R,

R

R R= =

+!

1

1

1 !

/

6aortul untii $si recizia $se obtin din msurarea cderilor de tensiune, !1si !2,e rezistentele "1si resectiv "24

( ) ( )

( )A

U

UA A1

1

1

! !

1 1

1 !+ = +

+ +

, unde cu *se noteaz eroarea relati+v a

valorii *.

2in calcule rezult416 0.4A4K

26 0.03K

$6 0.02K

E6 0.3K

7 6 0.12 si70.@A4K2in valorile recedente rezult S2.K

Eroarea instrumental se calculeaz cu formula4

+A/

U

+

, unde !este rezolutia voltmetrului numeric e scara aleas. 6ezult

6 4.02K.


52/93

Laborator 1-enerarea i vizualizarea senalelor

#cop/;amiliarizarea cu functiile de baza ale unui oscilosco si 'eneratorde semnal. Masurarea amlitudinilor si erioadelor. &tudiul sincronizarii.

Bre+iar teoretic

Ksciloscoul este un aarat care ermite vizualizarea valorii instantaneea unei tensiuni vt- "n funcie de tim i msurtori cantitative de tensiune itim e aceast forma de und, av?nd astfel lar'i alicaii "n analiza semnalelor

electrice.n lucrare se studiaz osciloscoul di'ital =etroni* =2&1((1, descriereacare urmeaz fiind le'at de acest model.

Re/la9ele osciloscopului

%e ori,ontala8 blocul care asi'ura Ydesfurarea ima'inii se numestebaz de tim/ durata coresunzatoare lun'imii unei diviziuni de e ecran estere'labil din e*terior din butonul C*


53/93

valori necalibrate 0K>=&92I0 in varianta CK56&E sau ;IFE-. >a uneleosciloscoae se oate re'a fin si C*, dar de obicei in acest caz nu se mai oateciti valoarea sa.

Sincroni,area oscilosco)ului. K ima'ine stabil e ecanul osciloscoului

se numestesincronizatatri//ered-. &emnificatia fizica este urmatoarea4 atuncic"nd ! afisari succesive ale unui semnal eriodic se fac inceind cu acelasimoment de tim relativ la erioada semnalului-, cele ! afisari se vor suraune

erfect, si la fel se va "nt?mla i entru afisarile ulterioare. 5stfel, ochiulercee o sin'ura ima'ine stabila, desi, de fat, avem in ermanenta o ima'inenoua suraus este recedenta. Un e*emlu in cazul afisarii unui frontcrescator este dat in fi'ura 1 b-. 2aca insa fiecare afisare reia semnalul din altmoment de tim, ima'inile vor diferi, si ochiul va ercee mai multe ima'inidiferite si surause + fi'ura 1 a-. In acest caz ima'inea se numestenesincronizatauntri//ered-.

a= imaine nesincroni,at b=imaine sincroni,at7i/ura 1

8entru a obtine o ima'ine sincronizata oeratorul are la disoziiere/la9ele de sincronizaredintre care cele mai imortante sunt4 semnalul ducare se face sincronizarea ource-, ni!elul acestuia Cle!elDsi opanta CslopeDdeunde se doreste sa inceaa afisarea ima'inii. 2e obicei, aceste re'la3e sunt'ruate "ntr+ozonmeniu- de sincronizare.

+3emplu4 fie sinusoida de erioada = din fi'ura !, de amlitudine $0,

re'la3 C[ 109div, deci amlitudinea ocua $ diviziuni. &e ale'e nivelultri''erului la 1.)0, e front crescator. 5ceasta conditie de tri''er aare o data eerioada si coresunde momentelor notate 1,!,$,% de e fi'ura !. 8rimul tri''er1- determina inceutul afisarii ima'inii. Cit de mult din ima'ine se afiseazadeinde de relatia dintre = si C* dar nu este esential in aceasta discutie.Imortant de observat este ca, ina ce nu se arcur' toate cele 1( diviziuni eorizontala timul 1(C*-, tri''erul este inactiv. 5stfel, la momentul !- nuincee o noua afisare, intrucit nu s+a terminat afisarea curenta se observa ca neaflam doar la .! diviziuni din 1(-. 2ua ce s+a terminat de afisat ima'ineaortiunea in'rosata-, urmeaza un tim t1in care osciloscoul nu afiseaza nimicsi asteata un nou tri''er. 5cesta vine la momentul $- si rocesul se reeta. &e


54/93

observa ca ima'inea ! este identica cu ima'inea 1, adica este sincronizata, siochiul va ercee o sin'ura ima'ine.

7i/ura 2: e3emplu de sincronizare

K situatie in care ima'inea ar fi nesincronizata ar fi daca s+ar ale'e dee*emlu nivelul de $.)0, mai mare decit amlitudinea. Ksciloscoul nu ardetecta nici un tri''er. In acest caz sint ! osibilitati4

1- e modul de lucru numit FK6M5> din meniul tri''er-, in lisa

tri''erului nu se afiseaza nimic. Ecranul ramine 'ol sau, "n cazul =2&1((1,rm"ne afisata cu 'ri deschis ultima ima'ine-. 5cest mod de lucru se oateutiliza doar "n cazul vizualizrii semnalelor eriodice.

!- e modul de lucru 5U=K cel referat- osciloscoul funcioneaz la felca "n modul FK6M5> dac e*ist condiii de tri''er. 2ac "ns nu mai aarcondiii de tri''er, osciloscoul va afia totui semnalul de la intrare, indiferentde forma acestuia. 6ezult c "n lisa semnalului de la intrare, e ecran se vavedea o linie orizontal coresunztoare nivelului de (0 este care sesuraune eventual un anumit z'omot-.

5cest mod de lucru este obli'atoriu "n cazul vizualizrii i msurriitensiunilor continue.

0bservatie iportanta/ in fi'ura ! inceputul ima/inii coresunzatormomentelor de tri''er 1 si $- este la diviziunea (. 5ceasta situatie este comunaosciloscoului analo'ic. Ksciloscoul di'ital =2&1((1 afiseaza in mod imlicit

3umatate din ima'ine inaintea tri''erului preGtri//er- si cealalta 3umatate duatri''er postGtri//erD. Esantioanele re+tri''er sint luate din memorie. 8rinurmare, momentele 1 si $ ar fi la mi9locul ecranului. K ilustrare este in fi'ura1b-, unde se resuune ca nivelul de tri''er este la mi3locul ecranului e

verticala-. &e oate schimba momentul de tri''er si la =2&1((1 din re'la3ul deoziie e orizontala, aduc"ndu+l la inceutul ima'inii in acest caz intervalul


55/93

,esfurarea lucrarii

1.(e"lajele autoate ale osciloscopului

&e 'enereaza cu a3utorul 'eneratorului de functii un semnal sinusoidalbutonul J$;E- de amlitudine ma*ima re'la3ul $M%L rotit sre dreata-,frecventa 1GHz tastatura4 tastele 1F 7,F-. &e conecteaza iesirea KU=8U=)(^ a 'eneratorului la canalul 1 al osciloscoului folosind un cablu coa*ial.

>a oscilosco se aasa &1 ME'!entru a afisa re'la3ele canalului 1la aasari reetate, canalul 1 este succesiv orit si ornit-. Intrucit nu sefoloseste sonda cu atenuator ci un cablu simlu, se aasasoft6e4+ul %robeinacind indicatia este 1* e*ista sonde care contin un divizor care atenueazasemnalul de 1(..1(( ori, in care caz s+ar folosi setarile 1(*, 1((*-. &e aasa

butonul $!TSET.Cite erioade ale ima'inii aar e ecranW Ce valoare C *a setat automat

osciloscoul indicatia M Main- din artea de 3os-W Masurati erioadanumarind numarul N3 de diviziuni ale unei erioade si alicind formula

33 N&2 = . Calculati frecventaf>1Hsi verificati e'alitatea cu valoarea indicatala 'enerator.

6eetati entru re'la3ul vertical. Cit este coef. de defle*ie verticala C[ Windicatia &1 din artea de 3os-. Fumarind diviziunile e verticala N4 sialicind formula U>N4&4, masurati amlitudinea semnalului valoarea de virf-U. In acelasi mod masurati si valoarea virf+la+virf UVV. Calculati raortul dintre

Usi UVVvalori masurate-. Cit este acest raort teoreticW

2.Masuratori autoate folosind osciloscopul.&e verifica masuratorile folosind butonul ME$S!"Ede e oscilosco.

&e ot ro'rama ma*im ) masuratori e cele )soft6e4s tastele de e mar'ineaecranului-.&e aasa unsoft6e4, se selecteaza S!"&E6&1si din T%Eseurmaresc4 >reNfrecventa-, %eriod, Meanvaloare medie, entru acest semnalsimetric ar trebui sa fie aroae de (-, %?5%?8ea+to+ea valoare virf+la+

virf-, Min8 Ma* 0al. de virf ne'ativa si ozitiva, adica amlitudinea-. &enoteaza e fisa valorile entru frecventa, erioada, amlitudinea M5V-, valoaremedie si valoarea virf+la+virf si se comara cu valorile determinate la unctul 1.

3. (e"larea anuala a !* !

&e 'enereaz cu a3utorul 'eneratorului de funcii un semnal sinusoidal cufrecvena fi i amlitudinea 5i folosind butonul rotativ $M%L si tastatura/valorile difera in functie de masa unde lucrati-. & se calculeze i s se re'leze

coeficienii de defle*ie C[, si C*, folosind re'la3ele rotative ;LTSDI;


56/93

formulele 44 N&A = , 33 N&2 = ca la ct. 1. In cazul amlitudinii, butonul'eneratorului fiind nemarcat, se re'leaza valoarea sa urmarind diviziunile eoscilosco. & se deseneze ima'inea vizualizat.

&e verifica frecventa 'eneratorului masurind erioada e oscilosco.

4. (e"larea sincronizarii tri""er

6e'lai C[ (.)09div si aoi amlitudinea semnalului butonul $M%L siurmarirea diviziunilor e ecran- la 510. ;recvena semnalului se seteaz la1Hz, iar C*(,!)ms9div.

&e re'leaza nivelul tensiunii de sincronizare ra'- din butonulT"I((E" LE;ELsimbolizat e ecran rin sa'eata ) din fi'. 5! vezi ane*a1-. Kbservati ca delasind sa'eata dedesubtul9deasura semnalului ima'inea numai e sincronizata. Imlicit nivelul de sincronizare coresunde e orizontalami9locului ecranului sa'eata $ din fi'. 5!-. 8entru a usura observareatri''erului, delasati sa'eata $ din re'la3ul rotativ "I#'T$L %SITI'

ina cind aceasta a3un'e chiar in stin'a ecranului la diviziunea (. &e va re/la finbutonul ina e3actin momentul in care sa'eata $ a3un'e la mar'ine si devine dinverticala, orizontala.

5cum observati ca sinusoida incee in stin'a- chiar de la inaltimea lacare se afla sa'eata ), adica nivelul tri''erului marcheaza inceutul afisariiima'inii. 8entru a observa mai usor aceasta, aasati si tineti aasat butonulT"I( ;IEJ in tim ce rotiti T"I((E" LE;EL, astfel sa'eata ) se

transforma intr+o linie orizontala. 0erificati ca aceasta linie intersecteaza chiarunctul din stin'a de unde incee ima'inea. 2aca nu, mai a3ustati fin"I#'T$L %SITI'.

2in T"I( ME'!5OSlo)e se modifica frontul de la valoarea "isinfront crescator sau ozitiv- la >allin front cztor sau ne'ativ-. Kbservati caacum ima'inea incee e anta descrescatoare a sinusoidei. Kbservati simbolulde front in e*trema dreata 3os a ecranului.

8entru fiecare masa, re'lati T"I((E" LE;EL si SL%E la valorileU1e front crescator, resectiv U!e front cztor. 2esenai cele ! ima'ini

obinute.

5. Modurile de afisare A)'0 si 0(M

Cu ima'inea sincronizata, se comuta modul de afisare de e 5U=K eFK6Mal astfel4 T"I( ME'! 5O Mode 5O 'ormal. &e observa vreomodificare e ecranW 5oi se roteste T"I( LE;EL ina cind nivelultri''erului sa'eata )- a3un'e deasura virfului ozitiv al semnalului. 2e cedisare ima'ineaW la =2&1((1 nu disare de tot, ci ramine afisata cu 'ri ultima

ima'ine-. &e revine e Mode5O$uto si se verifica reaaritia ima'inii, darnesincronizata. Kbservati cum se schimba indicatia ! de e fi'. 5! in cele $situatii4 ima'ine sincronizata ima'ine nesincronizata e 5U=K si lisa ima'inii


57/93

din cauza lisei sincronizarii e FK6M. 2esenati cele $ indicatii osibile. >asfirsit reveniti e modul 5U=K.

6. #tudiul coponentei continue a senalului

a- 6e'lai amlitudinea semnalului butonul $M%L- la 5!0, iar C[ 109div. ;recvena semnalului se seteaz la 1Hz, C*(,!)ms9div.


58/93

inceputulsi nu la mi9loculecranului. In caz contrar, aduceti+o la inceut folosindre'la3ul HK6IKF=5> 8K&I=IKF. ;olosind meniul ME5&U6E afisativaloarea ME5F. Cite erioade sint afisate e ecranW 2esenati ima'inea.

Modificati frecventa la 1.)GHz. 2eterminati noua valoare ME5F si

desenati noua ima'ine. Cite erioade sint afisate de aceasta dataWE*licati rezultatele obtinute.

&*ercitii

1. Un oscilosco este re'lat e C[(,)09div. 5mlitudinea unui semnalmsurat e ecranul osciloscoului este de $,Adiv. Care este amlitudineasemnalului "n voliW

2. Un oscilosco este re'lat e C*!(ms9div. 8erioada unui semnalsinusoidal msurat e ecranul osciloscoului este de ) div. & se determinefrecvena semnalului sinusoidal.

*. &e d un semnal sinusoidal de frecven 1(Hz i amlitudine %0. &se determine valorile entru coeficienii de defle*ie e vertical, resectivorizontal astfel "nc?t e ecran s se oat msura cu recizie ma*imamlitudinea i erioada semnalului.

-. &e msoar cu un oscilosco amlitudinea unui semnal i se obine5)div. C[(,!09div. & se determine eroarea absolut de citirein 0- i eroarearelativ de citire.

. &e msoar cu un oscilosco erioada unui semnal i se obine=Adiv. C*)(s9div. & se determine eroarea absolut de citirein s- i eroarearelativ de citire.

?. &e vizualizeaz cu osciloscoul un semnal sinusoidal. C?nd butonulde cula3 este trecut de e oziia 5C e oziia 2C semnalul sinusoidal sedelaseaz e vertical, in 3os cu $ diviziuni. C[109div. & se determinecomonenta continu a semnalului.

;. Un semnal dretun'hiular simetric, de amlitudine5 10,comonent continu nul i frecven 1Hz, este alicat e intrarea unui

oscilosco. Ksciloscoul are C[(,)09div, Cv*(,!ms9div, U(,)0 i frontne'ativ &>K8E fallin'-. & se rerezinte ima'inea.

. & se calculeze eroarea absoluta care se face la msurarea tensiunii cuosciloscoul, dac C[(,)09div iar eroarea de citire la oscilosco este de (,1div.8e vertical F[A div.Indicatie: eroarea a=soluta a tensiunii se masoara in !olti

si este e/ala cu diferenta dintre !aloarea ade!arata si cea masurata.J. & se calculeze eroarea relativa care se face la msurarea timului cu

osciloscoul dac C*!(s9div, iar eroarea de citire la oscilosco este de (,1div.8e orizontal F*1(div.Indicatie: eroarea relati!a se masoara in procente si se

calculeaza cu formula [ ]@1((33 , unde 3 este mrimea care se msoar iar 3

este eroarea a=solut


59/93

>i laborator 10

1.(e"lajele autoate ale osciloscopuluiC* F* = f

C[ F[ U U00U09U00masurat- U09U00teoretic-!.Masuratori autoate folosind osciloscopul8eriod ;re Mean Ma* 8+8

$.(e"larea anuala a !* !

&emnal vizualizat ct. $

f 5C* C[ = f19=

%.#tudiul si re"larea sincronizarii tri""er

;ront crescator, nivel tri''er U1 ;ront cztor, nivel tri''er U!

K&4 2esenati ozitiile sa'etilor ) si $ nivelul si momentul tri''erului-.

).Modurile A)'0 si 0(M

2e ce disare ima'inea e FK6M W E*licati42esenati indicatiile osibile in ozitia 2de e ecran4


60/93

+ ima' nesincronizata e 5U=K4+ lisa ima'inii e FK6M4

. !oponenta continu4 desenati, e fiecare ima'ine, ozitia nivelului de zero sa'eata -b-

0izualizare "n modul 2C cu CC!0 0izualizare "n modul 5C cu CC!0

E*licatii4 0izualizare in modul 2C cu CC+10Cele ! valori indicate cu ME5F4 ME5FCC!0- ME5FCC+10-

c-

f1GHz, C*1((us9div ME5F

f1.)GHz, C*1((us9div ME5FE*licatii4


61/93

Laborator 11Msurri cu osciloscopul

#cop/ E*erimentarea folosirii osciloscoului entru msurarea factorului deumlere, a timilor de cretere, msurarea rezistenei i caacitii de intrare. 2easemenea este studiat sincronizarea osciloscoului si sursele entru semnalulde sincronizare.

Bre+iar teoretic

#incronizarea osciloscopului. K ima'ine stabil e ecranulosciloscoului se numete sincronizat tri//ered-. &emnificaia fizic esteurmtoarea4 atunci c?nd dou afiri succesive ale unui semnal eriodic se fac"nce?nd cu acelai moment de tim relativ la erioad-, cele ! afiri se vorsuraune erfect, i la fel afirile erioadelor ulterioare, ochiul erce?nd osin'ur ima'ine stabil dei, de fat, avem "n ermanen o nou ima'inesuraun?ndu+se este recedenta-. Un e*emlu "n cazul afirii ima'iniiinceind, de fiecare data, de la mi3locul ortiunii crescatoare este dat "n fi'ura 1b-. 2ac "ns fiecare afiare reia semnalul din alt moment de tim, ima'inilevor diferi, i ochiul va ercee mai multe ima'ini diferite i surause + fi'ura 1a-. n acest caz ima'inea se numete nesincronizatuntri//ered-.

7i/ura 1

8rin urmare, entru a obine o ima'ine sincronizat trebuie sa definim ceYeveniment dorim sa defineasca inceutul ima'inii. 5cesta se caracterizeaza

rintr+un ni!el Cle!elD, numit si tensiune de pra/, care este valoarea semnaluluiin momentul dorit (0 entru fi'ura 1b-, i o panta CslopeD care oate ficrescatoare sau descrescatoare risin/ saufallin/-/ e fi'. 1b este vorba de antacrescatoare.


62/93

6e'la3ele de nivel si antasint relative la un semnal, numit i semnal desincronizare. ImportantK semnalul de sincronizare nu trebuie sa fie neaaratchiar semnalul vizualizat, asa cum a fost in fi'ura 1. 5cest lucru este evidentatunci cind afisam ! semnale diferite, de e cele ! intrari, e aceeasi ima'ine/

sincronizarea se face cu unul sin'ur dintre ele` n functie de sursa de unde seale'e semnalul de sincronizare utem avea4 Sincroni,are intern+ se folosete entru sincronizare semnalul de la

intrarile osciloscoului, adica4 &1Q sursa de sincronizare este luat de e canalul 1 T"I(

ME'! Source &1-. &2Q sursa de sincronizare este luat de e canalul ! T"I(

ME'! Source &1-.


63/93

7i/ura *: 7iltrul trece 9os 7i/ura -: 5i!izor rezisti!

8entru frecvene 3oase, caacitatea de intrare se oate ne'li3a, circuituldevenind un simlu divizor rezistiv fi'ura %- av?nd funcia de transfer

( )(

i

i

R'

R R =

+

Msur?nd cu a3utorul osciloscoului amlitudinile semnalelor de intrare ide ieire se ot determina cele dou elemente ale imedanei de intrare.

&e ine cont de rorietatea circuitelor liniare de a rsunde la un semnalsinusoidal4 dac la intrarea unui circuit liniar se alic un semnal sinusoidal deamlitudineA, la ieirea sa se obine un semnal sinusoidal av?nd amlitudinea

( )'AAo = .5stfel, "n cazul nostru, entru semnale sinusoidale de frecven micefectul caacitatii Ci este ne'li3abil/ amlitudinea semnalului de la ieireacircuitului va fi

oi

iio

RR

RAA

+=

Iar entru frecvene mari unde nu se mai oate ne'li3a efectul caacitiide intrare- vom avea la ieirea circuitului

( ) !!(! dd1

1

iioi

iio

&RRRR

RAA

++

=


64/93

,esfurarea lucrrii

1. #tudiul unui senal dreptun"8iular.&e trece osciloscoul e &1 ME'! &ou)lin D&. &e trece

'eneratorul e semnal dretun'hiular simetric butonul J$;E ?na aaresimbolul resectiv- av?nd amlitudinea v?rf la v?rf 5i, erioada =i. & secalculeze i s se re'leze coeficienii de defle*ie a.". e ecran s "nca dou

erioade din semnal, iar amlitudinea s fie de dou diviziuni.Fivelul de zero va fi re'lat la mi3locul ecranului din ;E"TI&$L

%SITI' reamintim ca nivelul de zero este indicat de micile sa'etiorizontale numerotate, din mar'inea stin'a a ecranului Q sa'etile de e fi'ura5! din ane*a 1-.

&e modific de la 'enerator semnalul entru a+l face nesimetric, cu factor

de umlere dut[ c[cle- de $(@, astfel4 folosind tastatura i tasta SI>TD!T 30 ,K. &e observ c valoarea imlicit era )(@ simetric-.

;actorul de umlere se definete2

= , unde rerezint durata imulsului de

nivel Y1 lo'ic mare-, iar = erioada semnalului vezi fi'ura a-. & sedeseneze ima'inea. & se msoare duratele si = numr?nd diviziunileN3eecran si calcul?nd N3&3. &e calculeaz "n funcie de valorile msurate i se

noteaz noua valoare 1/ cit este eroarea relativa

=

1 fata de valoarea

e*acta $(@-W &e trece "n modul 5C i se deseneaz ima'inea obinut. C?t

este comonenta continu a semnaluluiW 7ndicaie/6eamintim ca comonentacontinua este e'ala cu delasarea care aare e vertical la comutarea din modul5C "n modul 2C-.

2. Msurarea tipului de cretere pentru un senal dreptun"8iulara= &e 'enereaz cu a3utorul 'eneratorului de funcii un semnal

dretun'hiular av?nd frecvena 1( Hz . 8entru acest semnal se msoar timulde cretere

! 1ct t t= 1-

unde t1, t!rerezint momentele la care semnalul ia valorile de 1(@, resectiv(@ din valoarea ma*im fi'ura ) a-.

8entru msurarea timului de cretere se rocedeaz "n felul urmtor4+ se re'leaz amlitudinea de la 'enerator astfel "nc?t semnalul s se

"ncadreze "ntre limitele ima'inare de ( si 1((@ de e fi'ura ). &e observa caacestea coresund la 3umtatea celei de a doua diviziuni i 3umtatea celei de+aatea diviziuni de e vertical Q ele nu sint desenate pe ecranK 5cest re'la3 esteutil deoarece dac se consider c acest interval rerezint un "ntre' 1((@-,nivelurile la care semnalul atin'e 1(@ i (@ din amlitudinea ma*im

coresund unor 'radaii vizibile de e ecran a !+a diviziune de 3os i a !+a desus-. >a unele osciloscoae analo'ice, aceste limite sint desenate e 'raticula cu


65/93


66/93

&e modific e r?nd frecvena 'eneratorului la valorile f1>@@'zf2>16'z f*>6'z f->1@6'z f>-@6'z, i se msoar amlitudinea semnaluluivizualizat entru fiecare frecven.

Cum variaz amlitudinea semnalului masuratW 2e ceW

5. #tudiul osciloscopului cu dou canale8e canalul 1 al osciloscoului se introduce de la 'eneratorul de funcii un

semnal sinusoidal cu frecvena ! Hz i amlitudine 5)0. Coeficienii dedefle*ie entru canalul 1 se vor ale'e C[1)09div, iar C*1((s9div.

8e canalul ! al osciloscoului se introduce semnalul obinut de la ieirea==> a 'eneratorului TTL&MS !T%!T. &e ornete aceast ieire as?ndSI>T TTLi urmrind aariia indicaiei ==> e afia3.

AtentieK emnalul de la iesirea ( are aceeasi frec!enta cu cel de laiesirea principala dar forma sa este nuai dreptun/Liulara indiferent de=utonul 9ave iar amplitudinea este fi3a.

&e va ale'e coeficientul de defle*ie e vertical entru canalul !C[!)09div. 8entru canalele 1 i ! se re'leaz nivelul de zero (round- ladiviziunea a !+a de sus, resectiv a doua de 3os, astfel "nc"t ima'inile semnalelors nu se suraun. 0izualizarea semnalelor se face "n modul 2C.

&e va vizualiza i desena suma i diferena celor dou semnale M$TME'! )eration C5-. 8oate fi necesar a3ustarea re'la3elor de oziie evertical, entru a vizualiza aceast ima'ine "n mod inte'ral s nu Yias dinecran anumite ri din ima'ine-.


67/93

6otind i de data aceasta T"I((E" LE;ELtot fr a iei din limiteverticale ale semnalului !- se observ c ima'inea nu se mai delaseaz st?n'a+dreata. 2e ce W

c= &e trece osciloscoul "n modul de sincronizare LineT"I( ME'!

Source Line=. n acest mod, osciloscoul reia semnalul de sincronizare dela reeaua de alimentare de )(Hz. Este ima'inea sincronizatW&e modific frecvena de la 'enerator la valoarea )( de Hz i C *)ms9div.

Ima'inea este stabilW &e variaz fin frecvena semnalului ?n c?nd ima'ineadevine stabil. 2e ce se stabilizeaz ima'ineaW C?t este valoarea e*act afrecvenei reelei de alimentareW


68/93


69/93

>i laborator 11

1. #tudiul unui senal dreptun"8iular. Msurarea factorului de uplere i a !!

5 = C* C[

0alori msurate4F* F*= = 1 1CC

5esenati sa/eata corespunzatoare ni!elului de zeroK

&emnal dretun'hiular 2C- &emnal dretun'hiular 5C-

2.Msurarea tipului de cretere/a- t1 t! tc b- delta t tc

3. (ezistena de intrare6( U1 U! 6i

4.!apacitatea de intrarefrecvenaHzN (,) 1 ) 1( %(5mlitudinea0N

Ce se "nt?mla cu amlitudinea semnaluluiW 2e ceW4


70/93

5. #tudiul osciloscopului cu dou canale

CH1:CH! CH1+CH!

6. #tudiul surselor pentru senalul de sincronizarea-Ce se "nt?ml cu ima'inea de e canalul !W E*licai.

2e ce se delaseaz st?n'a+dreata- ima'inile e ecranul osciloscouluiW

b- Ce se "nt?ml cu ima'inea de e canalul ! "n acest cazW E*licai.

2e ce ima'inea nu se mai delaseaz e orizontala W

c- 2e se se stabilizeaz ima'ineaW

freea

:. #incronizarea e*tern

a- E*licatii4

b- E*licatii4

c- E*licatii4


71/93

Laborator 12Msurarea tensiunilor continue i alternative

#cop/ ;amiliarizarea studenilor cu metodele de msurare a tensiunilor

continue i alternative.

Bre+iar teoretic

%arametrii semnalelor alternati+e8 )eriodice

&e consider un semnal eriodic, de erioad , ( ) ( )6t3t3 += . 8entruacest semnal se ot defini urmtoarele mrimi4

;aloarea de +r Q valoarea e*trem ozitiva sau ne'ativ- a

semnalului UV UVG-. ;aloarea +r la +r + ea+ea- domeniul de variaie al semnalului

+= VVVV UUU

;aloarea medieQ mean- sau comonenta continu a semnalului

( ) ( )+

== 2t

tdttu

2Utu 1

(

este valoarea indicat de un instrument ma'netoelectric, dac frecvenafestemult mai mare dec?t frecvena e care o oate Yurmari acul instrumentului.

Fu este foarte utila deoarece ma3oritatea semnalelor uzuale sint simetrice sideci au valoarea medie nula. ;aloarea medie absolutQ este valoarea medie a tensiunii redresate.

8oate fi definit at?t "n cazul redresrii monoalternan ortiunilene'ative ale semnalului sint eliminate- c?t i "n cazul redresrii dublalternan ortiunile ne'ative ale semnalului sint convertite in ozitive-4

n cazul redresrii du=l alternan:

( ) ( )+== 2ttm

dttu2

tuU1

n cazul redresrii monoalternan+ alternana ozitiv

( ) ( ) ( )( ) ( )tuUtututu m +++ =+=!

1

n cazul redresrii monoalternan+ alternanta ne'ativ

( ) ( ) ( )( ) ( )tuUtututu m ==!

1

;aloarea eicace


72/93

( ) ( )t3dtt32

U2t

tef

!!1 == +

0alorile de v?rf, medie, medie absolut redresare monoalternan B RMA sidu=l alternan G R5A- si efectiv, entru semnalele eriodice uzuale deamlitudine 5, sunt rezentate "n tabelul 1.

semnal Uv ( )tu Uma6M5 Uma625 Uef

sinusoidal 5 ( 59 !59 59 !dretun'hiular

simetric5 ( 59! 5 5

triun'hiular simetric 5 ( 59% 59! 59 $a=elul 1

bser+a-ie: entru un semnal eriodic oarecare, care se descomune "n &erie ;ourier5rmonic 4

( ) ( )( ( (1

!cos cu6 6

6

u t A A 6 t

=

= + + =unde A@ este valoarea medie a semnalului comonenta continu-, iar A6 rerezintamlitudinea comonentei 6, tensiunea efectiv se oate deduce din relaia lui 8arceval4

=

+=1

!!

( !66

ef

AAU

&e definesc urmatorii coeficienti4 coeficientul de forma4

ma

ef7

U

U6 =

coeficientul de !irf:ef

VV

U

U6 =

0alorileacestora entru semnalele de forme uzuale simetrice- se ot calcula ebaza tabelului 1 si sint date in tabelul !.

a=elul 2

5cest tabel ermite determinarea unei valori e baza oricrei alte valori, dar seobserv c nu se oate folosi dec?t dac se cunoate forma de und `

5arate folosite entru msurarea tensiunilor4

semnal 67

6Vredresared.a. redresarem.a.sinusoidal 1.11 !.!! 1.%1

dretun'hiular simetric 1 ! 1triun'hiular simetric %9$ !9$ $


73/93


74/93


75/93

2oar entru multimetrul di'ital, se va msura nivelul acestei tensiuni ca entruradio+frecven Umd+radiodN folosind Uref!-.

0bservaie:On cazul multimetrului di/ital afisa9ul secundar in d8m se

acti!eaza cu tasta SI>T dBmP pentru msurarea !alorilor n deci=elid-se!a selecta rezistena de referinta de1((( ^,pentru cea a !alorilor n dmse !aselecta rezistena de (( ^, iar pentru msurarea !alorilor n dca pentruradioGfrec!en se !a selecta rezistena de )( ^. Modificarea !alorilorrezistenelor se face din setrile aparatului4Set shift:5uto9Man- valoare ((^ , 1(((^sau)(^ cu s/eile -

$tentieU Indiferent de valoarea selectata, sub afisa3 aare aceeasi indicatieluminoasa Ydm. 8rin urmare, doar verificind rezistenta de referinta uteti sti

ce valoare indica aaratul. Kbservati aici avanta3ul aaratului analo'ic, entrucare se deseneaza usor cite o scara entru fiecare indicatie dorita`

&e calculeaz valoarea teoretic entru tensiunea eficace, "n d, dmi d radio+frecven UcalcdN , UcalcdmN Ucalc+radiodN-


76/93

&e 'enereaz cu 'eneratorul de semnal o tensiune sinusoidal av?ndamlitudinea de !0, frecvena 1Hz, fr comonent continu se aasa la loc

butonul >>SET-, care se alic la intrarea redresorului. &e verifica ca nivelulde zero este la mi3locul ecranului, entru ambele canale, si &ou)lin5OD&.

&e vizualizeaz simultan semnalul de la intrarea e CH1 i de la ieireacircuitului e CH! folosind osciloscoul cu ambii coeficienii de defle*ie evertical C[109div. &e deseneaz semnalul sinusoidal redresat monoalternan.&e msoar comonenta continu a semnalului de iesire cu voltmetrul de curentcontinuu din multimetrul numeric tasta D&;- Uccmono-.

&e calculeaz teoretic comonenta continua a semnalului U tccmono-.&e msoar tensiunea eficace a semnalului redresat monoalternan folosindmilivoltmetrul de c.a. i aoi meniul measure5O&Qc. "MSal osciloscoului.

. Msurarea unui senal triun"8iular redresat onoalternan &ereet msurtorile de la ct % entru semnal triun'hiular simetric, cuamlitudinea $0, de frecven 1GHz, fr comonent continu.

B. Msurtori pentru detectorul de v+rf derivaie &e alic la intrareacircuitului din fi'ura $ un semnal sinusoidal de amlitudine !0 i frecven$Hz, fara comonenta continua. 5cesta este un detector de !irfQ rolul sau estede a ermite masurarea valorii de virf a tensiunii alicate la intrare.

7i/ura *: detector de !rf deri!aie

& se vizualizeze simultan e cele ! canale ale osciloscoului tensiunile

Uisi Uode la intrarea si ieirea circuitului. &e verifica ca nivelul de zero sa fie lacentrul ecranului. 5mbele canale se trec e acelasi re'la3 C[de 109div. In acest

2

6I1 Ui Uo

7i/ura 2: cLema redresorului monoalternan


77/93

& se msoare cu a3utorul osciloscoului comonenta medie continu- acele ! semnale. Ce utei sune desre acesteaW 8e baza ima'inii de la iesire, dece credeti ca circuitul se numeste si Ycircuit de a*areW a a*a a une e a*a, incazul nostru e a*a


78/93

( ) tts %1 1(sin$=

( ) ( )! !sin !(((s t t=

( ) ( )$ $ cos !(((s t t= +

( ) ( ) !% ! sin%(((s t t=

( ) ( ) ( )% %) sin 1( sin 1(s t t t =

( ) ( ) ( )% % ! cos $ 1( ! cos 1(s t t t = + !. & se calculeze tensiunea medie absolut i tensiunea efectiv entru

semnale din fi'ura % se vor detalia calculele efectuate-4

$. Cu un voltmetru av?nd scri entru msurarea tensiunilor continue ialternative, cu redresor dubl alternan, se msoar tensiunea din fi'ura )

e scara de curent continuu se msoar U1!0/ e scara de curent alternativ se msoar U!),))0.

a- ktiind c e scara de curent alternativ voltmetrul este etalonat "n valoriefective entru semnal sinusoidal, s se calculeze tensiunile E1 i E!dacvaloarea lui =9!.

b- Ce va indica voltmetrul "n cele dou cazuri dac =9$ W

7i/ura - : emnale n domeniul timp

tt

ut-0N ut-0N

!

+!

+!=9! ==9! =

t+!

ut-0N

=9! =

t+!

ut-0N

=9! =

A

+%

7i/ura : emnal dreptun/Liular nesimetric

=

t

E1

E!

ut-


79/93

('D

2e la'enerator

&re

oscilosco

7i/ura ?: u/estie de realizare a redresorului si a detectorului de !irf pe

placa de test "i marcarea catodului pe diod

Catod5nod

ct ctB


80/93

>i laborator 12

U Uind1 Uind! Uind$ U(+$ Ucalc 1 ! $1. &emnal

sinusoidal!. &emnal

triun'hiular &emnal

dretun'h.

E*licatii4

$. UvadN UvadmN UmddN UmddmN Umd+radiodN

E*licatii4

%. Masurarea comonentei continueUV .......... UVG ......... calculate-UV .......... UVG ......... masurate-Umed osciloscop> ............Umed !oltmetru ..............

2esenati sa'etile care rerezinta nivelul de zero`). =ensiune sinusoidal redresatmonoalternan

. =ensiune triun'hiular redresatmonoalternan


81/93

Uccmono .......... Utccmono..............Uef mono 0cc ..... Uef mono oscilosco....... Uccmono .............. Utccmono..............

B. 2etector de v"rf desenati ozitia sa'etilor care indica nivelului de zero`-Umedintrare- ................Umediesire- ................Umed voltmetruiesire- ................

E*licatii4

Kbservatii4


82/93

Laborator nr. 13Msurarea ipedanelor

#cop/ Msurarea imedanelor folosind diverse metode de msur4

metoda direct rin utilizarea unui >C6 metru, metode indirecte4 uni de curentcontinuu i alternativ.

Bre+iar teoretic

n re'im sinusoidal se definete imedanaU

)I

= i admitana

1I0

U )= = , unde U i I rerezint fazorii tensiunii i intensitii curentului

electric din fi'ura 1a.

n 'eneral aceste mrimi sunt mrimi comle*e, ut?nd fi scrise sub formaal/e=ric) R 9= + , 0 S 98= +

RQ rezistena serieQ reactana serie cuL( entru imedane inductive i cuJ( entru

imedane caacitive-SQ conductana aralel

8Q suscetana aralel cu 8J( entru admitane inductive i cu8L(entru admitane caacitive-

6elaia de le'tur "ntre mrimile imedanei i ale admitanei se obine simlu! !

SR

S 8=

+ ! !

8

S 8=

+n forma e3ponenial, admitana i imedana se ot scrie

)9) ) e = resectiv 090 0 e =

unde ) U I 0 = = i1U

)I 0

= =

Modelul unei reactane cu pierderi&e consider o reactan cu ierderi, av?nd la frecvena f un factor decalitate E 8entru aceasta sunt osibile dou modele de circuit4 serie si aralel

#I

U

7i/ura 1a


83/93

n fi'ura 1b sunt desenate cele ! modele entru o reactan cu ierderi.oate fi reactana unei bobine, resectiv condensator4

( (= 1

& &=

8entru cele dou modele se definesc factorii de calitate Es"i Ep41s s

ss s s s

p pp p p

pp

(E

R R R R &

R R8E R &S (

= = = =

= = = =

;iind definii entru aceeai reactan fizica, cei doi factori de calitatetrebuie sa fie e'ali4

Es>Ep>E8entru reactana cu ierderi se definete tan'enta un'hiului de ierderi, 5,

15

E=

6elaiile de le'tur "ntre elementele celor dou modele, la o frecvenfi*atf, sunt4

( )

( )

!!

!

11 1

1

p s s

p s

5E

R R E

= + = +

= +

6elaia de echivalen intre reactane se mai oate scrie "n funcie de tiulreactanei, caacitiv resectiv inductiv, astfel4

( )

( )

!

!

1 19

1 19

p s

s p

( ( E

& & E

= +

= + 1-

=rincipiul surrii cuadripolare

5tunci c?nd se msoar imedane mici, sau c?nd sondele de msur aulun'ime mare msurare distant-, imedana sondelor i a rezistentelor decontact oate s nu mai fie ne'li3abil, fiind comarabil cu imedana *.8rinciiul de msur folosete "n fiecare cat al imedanei dou terminale. K

ereche de terminale este folosit entru in3ectarea curentului rin imedananecunoscuta *, iar cealalt entru msurarea tensiunii care cade e *.


84/93


85/93

&e definete raortul unii 5, ca fiind raortul a oricaredou rezistenealturate, conectate la aceeai born a !oltmetrului, c?nd untea este laechilibru.

1 %

! $

R RA

R R= = sau ! $

1 %

R RA

R R= = )-

;actorul de re'la3 T numit si dezechilibrul untii- se defineste ca4

% %(

%(

R R

R

=

unde cu R-@ se noteaz valoarea rezistenei R- c?nd untea este echilibrat

rezisteneleR1,R2,R*sunt rezistene fi*e-8entru ( tensiunea U12oate fi aro*imat cu e*resia lui Ud

d /U + =

&ensibilitatea a unii este4

( )!

%

%

1

d

/

U

+ A

R AR

= = +

-

2in aceasta relaie se obine ca CAD>C1HAD, de aceea nu conteaz cum seale'e A R1HR2 sauR2HR1- at?ta vreme c?t sunt ! rezistene care mr'inescvoltmetrul.

2eendena sensibilitii "n funcie deAeste rezentat "n fi'ura %.


86/93

,esfurarea lucrrii

1. Msurarea rezistenelor folosind L!( etrul>C6+metrul este un aarat care ermite msurarea automata, la ale'ere, a

doi arametri ai unei imedane selectabili din butonul MDE-.&e msoar cele trei rezistene e*istente la mas cu a3utorul >C6metrului, folosind urmtoarele setri4 S%EED5OMEDI, DIS%L$ 5O ;$L!E,MDE 5O "V, &I"&!IT 5O SE"IES. 5ceste setri se ot schimba rinasarea butoanelor aflate "n dreata ecranului. ;recvena de lucru este imlicit1Hz se verifica e afia3, daca nu se aas tasta >"EVaceeai cu tasta Y5W-,se introduce valoarea dorit i aoi se aas tasta E'TE".-. &e determinerorile absolute 6 i relative 6ale valorii msurate de aarat, fata de valoareanominala cea notat e rezistena msurat-.

2. Msurarea rezistenei unui cablu&e vor folosi si comara cone*iunea biolara si cea cuadriolara entru a

masura o rezistenta de valoare foarte mica rezistenta unui cablu, care este multsub un ohm-.

a- &e conecteaz cablul disonibil la mas la sondele de msur ale >C6metrului. &e observa ca adatorul conectat la >C6+metru foloseste % borne,masurarea fiind cuadriolara, fiecare din cei doi Yclesti conectind ! borne lacite un terminal al imedantei necunoscute, ca in fi'ura !a.

6e'la3ele sunt cele de la unctul 1 se revine "n modul de afiare 5O;$L!E-. &e noteaz valoarea indicat entru rezistena cablului, 6cuadri.

b- &e scoate aoi adatorul de msur. Atenie/V ru/m s mane!raicu /ri9a adaptorul de msur. %entru a fi scos se rotesc spre stn/a manetelede plastic maro o=ser!ind alinierea mufelor 8N& care le sint atasate astfel caadaptorul sa iasa foarte usor. (a reconectare dup introducerea mufelor serotesc manetele spre dreapta pentru fi3are. 5aca nu intra foarte usor nu foraiinseamna ca nu leGati aliniat corectK-. &e conecteaz la bornele L;K6CE,;K6CE, c?te un cablu cu crocodili. Crocodilii de culoare nea'r firele demas- se vor conecta "ntre ei, iar cei de culoare roie se vor conecta la bornele

cabului care se dorete a fi msurat. &e noteaz valoarea indicat, 6biolar. 2e ceobine o diferen aa mare "ntre cele dou valori msurate la unctele ai b-W

c- &e scoate cablul msurat i se conecteaz crocodilii roii "ntre ei. &enoteaz valoarea indicat, 6firele'tur. Ce rerezint aceast valoareW C?t esteeroarea sistematic absolut R - fcut la msurarea cablului W

d- &e determin valoarea rezistenei cablului msurat rin corecia eroriisistematice, 6cablu corecie, se scade valoarea rezistenei cablurilor cu crocodili de lac din valoarea msurat la unctul b-. &e determin eroarea relativa a acesteivalori fata de valoarea determinat la unctul a.

2e ce la unctul a nu a mai fost necesar determinarea rezisteneicablurilor sondeiW


87/93

3. Msurarea unor condensatoare i bobinea- msurarea capacitilor&e msoar cele dou caaciti e*istente la mas. 8entru aceasta se trece

"n modul MDE 5O &D, model serie &I"&!IT5OSE"IES- i se noteaz

valorile Csi 2. &e selecteaz aoi modelul aralel &I"&!IT 5O %$"$LL- ise noteaz valoarea C. 0aloarea lui 2 este aceeai. &e calculeaza

1E

5= . Cum

sint in 'eneral factorii de calitate ai condensatoarelor vezi cursul de CC8- WCum sunt valorile Csi CW 2e ceW&e determin rezistena arazit a condensatorului4 se trece "n modul de

afiare MDE 5 &" i se determin valoarea rezistenei entru modelul serie6s-.

b- msurarea inductanelor

&e msoar inductana e*istent la mas. &e trece "n modul MDE 5OLV i se msoar entru inductan modelul serie >s i S-, &I"&!IT5OSE"IES-, i modelul aralel > i S-, &I"&!IT 5O %$"$LL-. &ecalculeaz valoarea factorului de calitate Scalcdin relaia de le'tur "ntre >s i>.

&e msoar valoarea rezistenei entru mode

Masurari Electronice si Traductoare.doc

Documents

Transcript of Masurari Electronice si Traductoare.doc