instrukcja do ćwiczenia

INSTRUKCJA DO ĆWICZENIA
Temat:
Badanie układu całkującego RC
1. Cel ćwiczenia.
Poznanie budowy, zasady działania układu całkującego oraz metod pomiaru parametrów przebiegów
kształtowanych w układach RC.
2. Przebieg ćwiczenia.
Przedmiotem ćwiczenia jest pasywny układ całkujący RC i uzyskiwany w nim przebieg.
Głównym zadaniem w tym ćwiczeniu są obserwacja i pomiary parametrów przebiegu impulsowego przy
pomocy oscyloskopu. Wykorzystuje się tu już nabyte umiejętności obsługi oscyloskopu i wykonywania przy
jego pomocy pomiarów amplitudy i parametrów czasowych przebiegu. Do wykonania tego ćwiczenia
potrzebne są także podstawowe wiadomości na temat istoty działania układów całkujących, ich podstawowych
parametrów oraz definicje podstawowych parametrów impulsów.
Układ całkujący realizuje funkcję całkowania przebiegu podanego na jego wejście. Gdy na wejście
układu całkującego doprowadzi się przebieg prostokątny, to na jego wyjściu otrzyma się przebieg trójkątny.
Podanie na wejście układu całkującego przebiegu sinusoidalnego spowoduje otrzymanie na jego wyjściu
przebiegu cosinusoidalnego.
Układy całkujące dzielą się na pasywne i aktywne (wzmacniacz całkujący). Przykładem pasywnego
układu całkującego jest czwórnik RC (patrz rysunek) z wyjściem pojemnościowym. Jeżeli na wejście takiego
układu zostanie podany przebieg prostokątny, to będzie zachodzić cykliczny proces ładowania i rozładowania
kondensatora przez rezystor. Sygnałem wyjściowym jest tu napięcie Uc na kondensatorze. Jego kształt będzie
zależny od dwóch czynników:
stałej czasowej układu τ (tu: τ = RC)
częstotliwości sygnału wejściowego (czasu trwania impulsu ti w przypadku przebiegu
prostokątnego)
Typowe całkowanie zachodzi gdy ti < τ.
Układy całkujące są także filtrami dolnoprzepustowymi. Zastosowanie układów całkujących to: generatory
(kształtowanie przebiegów liniowych, trójkątnych i piłokształtnych), filtry, przetworniki wartości średniej.
Ćwiczenie będzie polegało na zaobserwowaniu wpływu stałej czasowej układu i częstotliwości sygnału
wejściowego na skuteczność całkowania oraz na wyznaczeniu stałej czasowej układu metodą graficzną
i ze wzoru.
Podczas pomiaru napięcia, przy pomocy oscyloskopu, należy przestrzegać następujących zasad:
1.
Obraz mierzonego przebiegu powinien zajmować maksymalną wysokość ekranu,
2.
Pokrętło płynnej regulacji czułości wejściowej musi być ustawione w pozycji CAL
3.
Linia powinna być jak najcieńsza (należy użyć pokrętła regulacji ostrości FOCUS)
4.
Pomiaru napięcia dokonuje się poprzez określenie (odczytanie w działkach) wysokości obrazu
na ekranie a następnie należy posłużyć się następującym wzorem:
U = Dy • H
Dy - współczynnik odchylania [V/div]
H - wysokość obrazu
Podczas pomiaru okresu przebiegu obraz mierzonego przebiegu powinien zajmować maksymalną szerokość
ekranu. Pomiaru okresu dokonuje się poprzez odczytanie długości obrazu (odcinka odpowiadającego okresowi)
w działkach i przemnożenie jej przez współczynnik podstawy czasu, zgodnie ze wzorem:
T = Dx • L
Dx - podstawa czasu [ms/div]
L - odpowiedni poziomy odcinek
Przed przystąpieniem do wykonywania ćwiczenia należy bezwzględnie zapoznać się z instrukcją obsługi
oscyloskopu.
3. Układ pomiarowy.
UWAGA! Włączenie zasilania badanych obwodów oraz urządzeń służących do przeprowadzenia badań
może zostać wykonane tylko za wyraźną zgodą prowadzącego zajęcia.
Zaliczenie ćwiczenia dokonywane jest na podstawie oceny przebiegu prac w trakcie zajęć (na koniec
zajęć należy przedstawić prowadzącemu zajęcia wyniki pracy) oraz sporządzonego sprawozdania (każdy uczeń
oddaje swoje sprawozdanie na papierze formatu A4) zgodnie z przyjętym przez prowadzącego wzorem
sprawozdania.