Bodeov diagram je graf, ki opisuje, kako se vezje odziva na različne frekvence. To nam na primer pove, da ima ojačevalnik slab nizki (nizkofrekvenčni) odziv. Inženirji te ploskve uporabljajo za boljše razumevanje lastnih zasnov, izbiro komponent za novo zasnovo ali za ugotavljanje, ali lahko vezje postane nestabilno, če se uporabijo napačne frekvence.
Koraki
1. del od 8: Razširjena opredelitev
Kot smo že omenili, je Bodejev diagram graf, ki opisuje, kako se vezje odziva na različne frekvence. Bodejev grafikon posebej prikazuje dobiček vezja glede na frekvenco. Pravzaprav je sestavljen iz dveh grafov: odziva velikosti in faznega odziva. Za ponazoritev je spodaj prikazan vzorec Bode:
Povečanje napetosti v decibelih je opredeljeno kot:
G_dB = 20*〖dnevnik〗 _10 (Vout/Vin).
Pozitivni dobiček pomeni ojačanje, negativni dobiček pa slabljenje. Torej, če bi vezje imelo Vout 1 voltov in Vin √2 voltov (padec napetosti), bi bil njegov dobiček:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Ta oznaka -3 dB je pomembna, saj označuje, kje je izhodna moč vezja (ne napetost!) Točno polovica njegove vhodne moči.
Fazni diagram opisuje, kako različne frekvence potujejo po vezju relativno krajše ali dalj časa. Vsaka frekvenca s faznim odčitavanjem -180º ali –π radianov bo pri tej frekvenci nestabilna.
Če želite ustvariti grafiko Bode iz obstoječega vezja, preizkusite vezje z razponom frekvenc. Ta obseg je odvisen od vrste uporabe, na primer prenosa zvoka ali podatkov. Stimulirajte vhod vezja s preprostim sinusnim valom na frekvencah, ki vas zanimajo. Izmerite vhod in izhod z osciloskopom in primerjajte razliko med njima. Te razlike zabeležite v preglednico, nato pa jih grafično preglejte, da si ogledate končno shemo Bode. Podatke lahko po želji ročno prikažete in narišete ročno.
[Ur. Opomba: Nekatere številke manjkajo v tem vodiču. Če veste, kaj dodati, uporabite orodje za dodajanje slik in naložite ustrezne slike.]
2. del od 8: Priključitev opreme
Korak 1. Preverite, ali sta funkcijski generator in osciloskop priključena na najbližjo vtičnico
Korak 2. Prvo sondo priključite na priključek “50 Ω OUTPUT” na sprednjem spodnjem desnem kotu generatorja funkcij
- a. Priključite rdeči pozitivni vod na vhodni priključek vašega vezja.
- b. Črni negativni kabel priključite na ozemljitveni priključek vašega tokokroga.
Korak 3. Drugo sondo priključite na priključek “CH 1” na sprednji strani osciloskopa
- a. Priključite rdeči pozitivni vod na vhodni priključek vašega vezja.
- b. Črni negativni kabel priključite na ozemljitveni priključek vašega tokokroga.
Korak 4. Priključite tretjo sondo na priključek “CH 2” na sprednji strani osciloskopa
- a. Priključite rdeči pozitivni vod na izhodni priključek vašega vezja.
- b. Črni negativni kabel priključite na ozemljitveni priključek vašega tokokroga (razen če laboratorijski TA ne zahteva drugače).
5. korak Prepričajte se, da kabli ne visijo čez rob delovnega prostora
Korak 6. Dvakrat preverite povezave
Biti morajo, kot je prikazano na sliki 1.
Slika 1 - Priključki vaše opreme
3. del od 8: Vklopite opremo
Korak 1. Pritisnite gumb za vklop (označen z "O/I") na zgornji strani osciloskopa
Korak 2. Pritisnite gumb “POWER” v sprednjem zgornjem desnem kotu generatorja funkcij
Korak 3. Ko naprava opravi samopreizkus, bi morala izgledati podobno kot je prikazano na sliki 2 (prikazano v tem koraku)
Del 4 od 8: Nastavite frekvenco in amplitudo generatorja funkcij
Korak 1. Pritisnite gumb pod “FREQ
”Na generatorju funkcij. Lučka nad gumbom se prižge. Zaslon bi moral biti podoben sliki, prikazani v tem koraku.
Korak 2. Prilagodite frekvenco na najnižjo frekvenco, ki jo želite preizkusiti, svojo začetno frekvenco
To lahko storite z velikim gumbom na generatorju funkcij ali s štirimi gumbi pod zaslonom. Gumbi z oznako “- val +” spremenijo številko pod kurzorjem, tipke “” pa premaknejo kazalec.
Korak 3. Pritisnite gumb pod “AMPL
”Na generatorju funkcij. Lučka nad gumbom se prižge. Vaš zaslon bi moral biti zdaj podoben sliki 5.
Korak 4. Amplitudo prilagodite napetosti, določeni v laboratorijskem postopku za vezje, ki ga preskušate, z istim gumbom ali gumbi
Upoštevajte, da je to Vpp, napetost od vrha do vrha. Največja (pozitivna) in najmanjša (negativna) napetost vala bo polovica napetosti od vrha do vrha.
Korak 5. Pritisnite gumb “OUTPUT” na generatorju funkcij
Lučka levo od gumba se prižge.
5. del od 8: Nastavite okno osciloskopa
Korak 1. Pritisnite gumb “DEFAULT SETUP” v zgornjem desnem kotu osciloskopa
Njegov prikaz bi moral biti podoben sliki 6. Na zaslonu se lahko pojavi val ali pa samo šum. Naslednji koraki ga bodo osredotočili.
Korak 2. Pritisnite gumb “AUTOSET” v zgornjem desnem kotu osciloskopa
Njegov prikaz bi moral biti podoben sliki 7, valovi pa bi morali biti v fokusu.
Korak 3. Pritisnite drugo mehko tipko od zgoraj
To pove osciloskopu, da prikaže eno obdobje vala. Vaš zaslon mora biti videti kot na sliki 7.
Mehke tipke osciloskopa se nahajajo desno od zaslona
Korak 4. Pritisnite gumb “MEASURE” na zgornji sredini osciloskopa
Prikazal se bo privzeti zaslon za meritve, podoben tistemu na sliki 8.
Korak 5. Pritisnite zgornjo mehko tipko na osciloskopu, da izberete prvo meritev
Pritiskajte zgornjo mehko tipko z oznako »Vir«, dokler ni na seznamu »CH1«. Pritisnite drugo programsko tipko z vrha z oznako »Vrsta«, dokler se ne prikaže »Freq«. Zaslon bi moral izgledati kot na sliki 9. Za vrnitev nazaj pritisnite spodnjo mehko tipko.
Korak 6. Pritisnite drugo mehko tipko od zgoraj, da izberete drugo meritev
Pritiskajte zgornjo mehko tipko z oznako »Vir«, dokler ni na seznamu »CH1«. Pritisnite drugo programsko tipko z vrha z oznako »Vrsta«, dokler se ne prikaže »Pk-Pk«. Zaslon mora biti videti kot na sliki 10. Za vrnitev nazaj pritisnite spodnjo mehko tipko.
Korak 7. Pritisnite tretjo mehko tipko od zgoraj, da izberete tretjo meritev
Pritiskajte zgornjo mehko tipko z oznako »Vir«, dokler ni na seznamu »CH2«. Pritiskajte drugo programsko tipko z vrha z oznako »Vrsta«, dokler se ne prikaže »Freq«. Vaš zaslon bi moral izgledati kot na sliki 11. Pritisnite zadnjo funkcijsko tipko (peto od zgoraj), da se vrnete nazaj.
Korak 8. Pritisnite četrto mehko tipko od zgoraj, da izberete četrto meritev
Pritiskajte zgornjo mehko tipko z oznako »Vir«, dokler se ne prikaže »CH2«. Pritisnite drugo programsko tipko z vrha z oznako »Vrsta«, dokler se ne prikaže »Pk-Pk«. Zaslon bi moral izgledati kot na sliki 12. Za vrnitev nazaj pritisnite spodnjo mehko tipko.
Korak 9. Gumb »HORIZONTAL SEC/DIV« nekoliko zavrtite v nasprotni smeri urinega kazalca, dokler enkrat ne klikne
Na zaslonu bi moralo biti prikazano več kot eno obdobje, na primer na sliki 13. Meritve frekvence CH1 in CH2 bi se morale spremeniti iz “?” do pravega branja.
Korak 10. Pritisnite gumb “KURZOR” na zgornji sredini osciloskopa
Privzeti zaslon bi moral izgledati kot na sliki 14.
Korak 11. Pritiskajte zgornjo mehko tipko poleg »Vrsta«, dokler ni naveden »Čas«
Na sredini desnega stolpca zaslona so nam prikazani odčitki, ki nas zanimajo: Δt in ΔV. Pod tem so prikazani odčitki za kazalec 1 in kazalec 2.
6. del od 8: Ustvarjanje delovnega lista za beleženje vaših podatkov
Korak 1. V laboratorijskem računalniku odprite Excel in zaženite novo preglednico
Stolpce označite kot »Frekvenca«, »Vin«, »dV«, »Vout«, »Zamuda«, »Faza« in »Dobiček«.
2. korak Pod »Frekvenca« vnesite vsako frekvenco, ki jo nameravate preizkusiti (glejte laboratorijske postopke)
Korak 3. Pod "Vout" v celici D2 vnesite to formulo:
= B2+C2
Korak 4. Pritisnite tipko return
"= B2+C2" se spremeni v nič, saj v B2 ali C2 nismo vnesli ničesar.
Korak 5. Pritisnite Ctrl+D in se nato vrnite
Formula se kopira iz D2 v D3, Excel pa samodejno spremeni formulo v »= B3+C3«. Pritiskajte Ctrl+D in se nato vrnite, dokler ne zapolnite stolpca za vsako svojo frekvenco.
Korak 6. Pod "Faza" v celici F2 vnesite to formulo:
= 2*pi ()*A2*E2
Korak 7. Pritisnite tipko return
Pritisnite Ctrl+D, nato se vrnite, kot ste storili prej, da zapolnite stolpec.
Korak 8. Pod "Gain" v celici G2 vnesite to formulo:
= 20*log10 (D2/B2)
Korak 9. Pritisnite tipko return
Pritisnite Ctrl+D, nato se vrnite, kot ste storili prej, da zapolnite stolpec. Napake zaenkrat prezrite.
Korak 10. Shranite ta delovni list za uporabo kot predlogo
Uporabite ga lahko naslednjič, ko boste morali ustvariti ploskev Bode, kar vam bo omogočilo, da preskočite 6. del.
7. del od 8: Pridobivanje podatkov za ploskev Bode
Korak 1. Vaš osciloskop bi moral biti še vedno na zaslonu kurzorja od konca 5. dela
Če ni, pritisnite gumb »KURZOR« na zgornji sredini osciloskopa.
Korak 2. Obrnite gumb “HORIZONTAL SEC/DIV”, da povečate val, tako da se prikaže eno obdobje
Korak 3. Pritisnite četrto programsko tipko od zgoraj, da izberete kazalec 1
Korak 4. Obrnite gumb za več funkcij, ki se nahaja na sredini osciloskopa, da premaknete kazalec
Gumb ni označen in se nahaja tik nad gumbom »Natisni«.
Korak 5. Postavite kazalec tako, da se poravna z vrhom vala CH1 (zgornji, v oranžni barvi)
Korak 6. Pritisnite zadnjo funkcijsko tipko (peto od zgoraj), da izberete kazalec 2
Korak 7. Obrnite gumb "večfunkcijski", ki se nahaja na sredini osciloskopa, da premaknete kazalec
Kazalec postavite tako, da se poravna z vrhom vala CH2 (spodnji, v modri barvi).
Korak 8. V preglednico zapišite svoje podatke:
- a. Vin - odčitavanje napetosti pod kazalcem 1 (820 mV v zgornjem primeru; zapišite to kot 0,820 v preglednico)
- b. dV - odčitek poleg ΔV (20,0 mV v zgornjem primeru; zabeležite to kot 0,020 v preglednici)
- c. Zamuda - odčitek poleg Δt (160,0 µs v zgornjem primeru; zabeležite to kot 0,000160 v preglednici).
8. del od 8: Ustvarjanje ploskve Bode
Korak 1. Za ploskev Gain:
Tukaj vnesite en korak in kliknite 1. Izberite stolpca Frekvenca in Dobiček.
Korak 2. Kliknite »Vstavi« in poiščite možnost »Scatter Chart«
Korak 3. Z desno miškino tipko kliknite navpično os in izberite »Oblikuj os …«
Korak 4. Kliknite »Logaritmična lestvica«
Korak 5. Z desno miškino tipko kliknite vodoravno os in izberite »Oblikuj os …«
Korak 6. Kliknite »Logaritmična lestvica«
Korak 7. Za fazno ploskev:
Izberite stolpca Frekvenca in Dobiček.
Korak 8. Tukaj vnesite en korak, nato kliknite »Vstavi« in poiščite možnost »Razpršeni grafikon«
Korak 9. Z desno miškino tipko kliknite vodoravno os in izberite »Oblikuj os …«
Korak 10. Kliknite »Logaritmična lestvica«
Nasveti
-
Če je zaslon še vedno videti hrupno ali neredno, preverite naslednje:
- a. Preverite, ali je izhod generatorja funkcij vklopljen (3. del, 5. korak).
- b. Preverite, ali so kakšni kabli ali povezave popuščeni (1. del, koraki 1-4).
- c. Umerite svoje sonde (o tem vprašajte TA).
- d. Poskusite z drugim kablom (del 1, koraki 1-4), ker se lahko kabel poškoduje.
- Upoštevajte, da sta ti odčitki kazalca za kanal, naveden pod »Vir«. Upoštevajte tudi, da sprememba izvornega kanala vpliva na oba kazalca hkrati. Osciloskop nam ne dovoljuje, da bi vsakemu kanalu dali lasten kazalec. Ne pomotoma zapišite kurzorja 1 kot CH1 in kurzorja 2 kot CH2 v svoje laboratorijske podatke!
