Bode grafikas yra grafikas, apibūdinantis, kaip grandinė reaguoja į skirtingus dažnius. Tai mums sako, pavyzdžiui, kad stiprintuvas turi prastą boso (žemo dažnio) atsaką. Inžinieriai naudoja šiuos brėžinius, kad geriau suprastų savo dizainą, pasirinktų naujos konstrukcijos komponentus arba nustatytų, ar grandinė gali tapti nestabili, kai naudojami netinkami dažniai.
Žingsniai
1 dalis iš 8: Išplėstinė apibrėžtis
Kaip minėta anksčiau, Bode grafikas yra grafikas, apibūdinantis, kaip grandinė reaguoja į skirtingus dažnius. Bode grafikas konkrečiai parodo grandinės padidėjimą dažnio atžvilgiu. Jis iš tikrųjų susideda iš dviejų grafikų: dydžio atsakas ir fazinis atsakas. Norėdami tai iliustruoti, žemiau pateiktas Bode grafiko pavyzdys:
Įtampos padidėjimas decibelais apibrėžiamas taip:
G_dB = 20*〖log〗 _10 (Vout/Vin).
Teigiamas stiprinimas reiškia stiprinimą, o neigiamas padidėjimas rodo silpnėjimą. Taigi, jei grandinėje būtų 1 voltų Vout ir √2 voltų Vin (įtampos kritimas), jos padidėjimas būtų:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Šis -3 dB ženklas yra svarbus, nes jis nurodo, kur grandinės išėjimo galia (ne įtampa!) Yra lygiai pusė jos įvesties galios.
Fazių grafikas apibūdina, kaip skirtingiems dažniams pereiti per grandinę reikia palyginti trumpesnio ar ilgesnio laiko. Bet koks dažnis, kurio fazių rodmuo yra -180º arba –π radianai, tuo dažniu bus nestabilus.
Norėdami sukurti Bode grafiką iš esamos grandinės, išbandykite grandinę su dažnių diapazonu. Šis diapazonas priklauso nuo naudojamos programos, pvz., Garso ar duomenų perdavimo. Skatinkite grandinės įvestį paprasta sinusine banga dominančiais dažniais. Išmatuokite įėjimą ir išėjimą osciloskopu ir palyginkite skirtumą tarp dviejų. Įrašykite šiuos skirtumus į skaičiuoklę, tada grafikuokite juos, kad pamatytumėte galutinį Bode grafiką. Jei pageidaujate, duomenis galima lentelėmis ir pavaizduoti ranka.
[Red. pastaba: šioje pamokoje trūksta kai kurių skaičių. Jei žinote, ką pridėti, naudokite vaizdo papildymo įrankį ir įkelkite atitinkamus paveikslėlius.]
2 dalis iš 8: Įrangos prijungimas
Žingsnis 1. Patikrinkite, ar funkcijų generatorius ir osciloskopas prijungti prie artimiausio kintamosios srovės lizdo
2 žingsnis. Prijunkite pirmąjį zondą prie „50 Ω OUTPUT“jungties, esančios funkcijų generatoriaus apatiniame dešiniajame kampe
- a. Prijunkite raudoną teigiamą laidą prie grandinės įvesties gnybto.
- b. Prijunkite juodą neigiamą laidą prie grandinės įžeminimo gnybto.
Žingsnis 3. Prijunkite antrąjį zondą prie „CH 1“jungties, esančios osciloskopo priekyje
- a. Prijunkite raudoną teigiamą laidą prie grandinės įvesties gnybto.
- b. Prijunkite juodą neigiamą laidą prie grandinės įžeminimo gnybto.
Žingsnis 4. Prijunkite trečiąjį zondą prie „CH 2“jungties, esančios osciloskopo priekyje
- a. Prijunkite raudoną teigiamą laidą prie grandinės išvesties gnybto.
- b. Prijunkite juodą neigiamą laidą prie grandinės įžeminimo gnybto (nebent laboratorija TA nurodė kitaip).
Žingsnis 5. Įsitikinkite, kad kabeliai nekabina virš darbo vietos krašto
Žingsnis 6. Dar kartą patikrinkite jungtis
Jie turėtų būti tokie, kaip parodyta 1 paveiksle.
1 pav. Jūsų įrangos jungtys
3 dalis iš 8: Įjunkite įrangą
Žingsnis 1. Viršutinėje osciloskopo pusėje paspauskite maitinimo mygtuką (pažymėtą „O/I“)
Žingsnis 2. Paspauskite „POWER“mygtuką, esantį funkcijų generatoriaus viršutiniame dešiniajame kampe
3 žingsnis. Įrangai atlikus savikontrolę, ji turėtų atrodyti panaši į tai, kas parodyta 2 paveiksle (parodyta šiame žingsnyje)
4 dalis iš 8: Nustatykite funkcijų generatoriaus dažnį ir amplitudę
Žingsnis 1. Paspauskite mygtuką žemiau „FREQ
“Ant funkcijų generatoriaus. Užsidega lemputė virš mygtuko. Jūsų ekranas turėtų atrodyti panašus į paveikslėlį, parodytą šiame veiksme.
2 žingsnis. Nustatykite dažnį iki žemiausio, kurį norite išbandyti, pradžios dažnio
Tai galima padaryti dideliu funkcijų generatoriaus ratuku arba keturiais programiniais klavišais po ekranu. Mygtukai, pažymėti „- val +“, keičia žymeklį po žymekliu, o mygtukai „“perkelia žymeklį.
Žingsnis 3. Paspauskite mygtuką po „AMPL
“Ant funkcijų generatoriaus. Užsidega lemputė virš mygtuko. Dabar jūsų ekranas turėtų atrodyti panašus į 5 paveikslą.
Žingsnis 4. Naudodami tą patį ratuką arba programinius klavišus, sureguliuokite amplitudę pagal įtampą, nurodytą bandomosios grandinės laboratorinėje procedūroje
Atkreipkite dėmesį, kad tai yra Vpp, įtampa nuo piko iki maksimumo. Didžiausia (teigiama) ir minimali (neigiama) bangos įtampa bus pusė didžiausios įtampos.
5 žingsnis. Paspauskite funkcijų generatoriaus mygtuką „OUTPUT“
Užsidega lemputė kairėje mygtuko pusėje.
5 dalis iš 8: Nustatykite osciloskopo langą
Žingsnis 1. Viršutiniame dešiniajame osciloskopo kampe paspauskite mygtuką „DEFAULT SETUP“
Jo ekranas turėtų atrodyti panašus į 6 paveikslą. Ekrane gali atsirasti banga arba tik triukšmas. Tolesni veiksmai sutelks dėmesį.
Žingsnis 2. Viršutiniame dešiniajame osciloskopo kampe paspauskite mygtuką „AUTOSET“
Jo ekranas turėtų atrodyti panašus į 7 paveikslą, o bangos turėtų būti sufokusuotos.
Žingsnis 3. Paspauskite antrąjį programinį mygtuką iš viršaus
Tai nurodo osciloskopui parodyti vieną bangos periodą. Jūsų ekranas turėtų atrodyti kaip 7 paveiksle.
Osciloskopo programiniai klavišai yra ekrano dešinėje
Žingsnis 4. Paspauskite „MEASURE“mygtuką viršuje esančiame osciloskopo viduryje
Bus parodytas numatytasis matavimo ekranas, kaip ir 8 paveiksle.
5 žingsnis. Norėdami pasirinkti pirmąjį matavimą, paspauskite viršutinį osciloskopo programinį mygtuką
Spauskite viršutinį programinį mygtuką, pažymėtą „Šaltinis“, kol pasirodys „CH1“. Spauskite antrąjį programinį klavišą iš viršaus, pažymėtą „Tipas“, kol pasirodys „Freq“. Jūsų ekranas turėtų atrodyti kaip 9 paveiksle. Norėdami grįžti, paspauskite apatinį programinį mygtuką.
Žingsnis 6. Paspauskite antrąjį programinį mygtuką iš viršaus, kad pasirinktumėte antrą matavimą
Spauskite viršutinį programinį mygtuką, pažymėtą „Šaltinis“, kol pasirodys „CH1“. Spauskite antrąjį programinį mygtuką iš viršaus, pažymėtą „Tipas“, kol pasirodys „Pk-Pk“. Jūsų ekranas turėtų atrodyti kaip 10 paveiksle. Norėdami grįžti, paspauskite apatinį programinį mygtuką.
Žingsnis 7. Paspauskite trečiąjį programinį mygtuką iš viršaus, kad pasirinktumėte trečią matavimą
Spauskite viršutinį programinį klavišą „Šaltinis“, kol pasirodys „CH2“. Spauskite antrąjį programinį klavišą iš viršaus, pažymėtą „Tipas“, kol pasirodys „Freq“. Jūsų ekranas turėtų atrodyti taip, kaip pavaizduotas 11 paveiksle. Norėdami grįžti, paspauskite paskutinį programinį mygtuką (penktas iš viršaus).
Žingsnis 8. Paspauskite ketvirtąjį programinį mygtuką iš viršaus, kad pasirinktumėte ketvirtą matavimą
Spauskite viršutinį programinį klavišą „Šaltinis“, kol pasirodys „CH2“. Spauskite antrąjį programinį mygtuką iš viršaus, pažymėtą „Tipas“, kol pasirodys „Pk-Pk“. Jūsų ekranas turėtų atrodyti kaip 12 paveiksle. Norėdami grįžti, paspauskite apatinį programinį mygtuką.
Žingsnis 9. Pasukite „HORIZONTAL SEC/DIV“rankenėlę šiek tiek prieš laikrodžio rodyklę, kol ji vieną kartą spragtelės
Dabar jūsų ekrane turėtų būti rodomas daugiau nei vienas laikotarpis, kaip ir 13 paveiksle. CH1 ir CH2 dažnio matavimai turėtų pasikeisti iš „?“prie tikrojo skaitymo.
10. Paspauskite „CURSOR“mygtuką viršuje esančiame osciloskopo viduryje
Numatytasis ekranas turėtų atrodyti kaip 14 paveiksle.
Žingsnis 11. Spauskite viršutinį programinį klavišą šalia „Type“, kol pasirodys „Time“
Dešiniojo ekrano stulpelio viduryje rodomi mus dominantys rodmenys: Δt ir ΔV. Žemiau yra rodomi žymeklio 1 ir žymeklio 2 rodmenys.
6 dalis iš 8: Darbo lapo, skirto jūsų duomenims įrašyti, sukūrimas
Žingsnis 1. Laboratoriniame kompiuteryje atidarykite „Excel“ir paleiskite naują skaičiuoklę
Pažymėkite stulpelius „Dažnis“, „Vin“, „dV“, „Vout“, „Delay“, „Phase“ir „Gain“.
Žingsnis 2. Žemiau „Dažnis“įveskite kiekvieną dažnį, kurį planuojate tikrinti (žr. Laboratorines procedūras)
Žingsnis 3. D2 langelyje po „Vout“įveskite šią formulę:
= B2+C2
Žingsnis 4. Paspauskite grįžti
„= B2+C2“virsta nuliu, nes mes nieko neįvedėme į B2 ar C2.
Žingsnis 5. Paspauskite Ctrl+D, tada grįžkite
Formulė nukopijuojama iš D2 į D3, o „Excel“automatiškai pakeičia formulę į „= B3+C3“. Paspauskite Ctrl+D, tada grįžkite, kol užpildysite kiekvieno dažnio stulpelį.
6. Žingsnis F2 langelyje „Fazė“įveskite šią formulę:
= 2*pi ()*A2*E2
Žingsnis 7. Paspauskite grįžti
Paspauskite Ctrl+D, tada grįžkite, kaip ir anksčiau, kad užpildytumėte stulpelį.
8. Žingsnis G2 langelyje „Gain“įveskite šią formulę:
= 20*log10 (D2/B2)
Žingsnis 9. Paspauskite grįžti
Paspauskite Ctrl+D, tada grįžkite, kaip ir anksčiau, kad užpildytumėte stulpelį. Kol kas nekreipkite dėmesio į klaidas.
Žingsnis 10. Išsaugokite šį darbalapį, kad galėtumėte naudoti kaip šabloną
Galite jį naudoti kitą kartą, kai jums reikės sukurti Bode grafiką, kad galėtumėte praleisti 6 dalį.
7 dalis iš 8: Bode grafiko duomenų gavimas
1 veiksmas. Jūsų osciloskopas vis tiek turėtų būti rodomas žymeklio ekrane nuo 5 dalies pabaigos
Jei taip nėra, paspauskite „CURSOR“mygtuką viršuje esančiame osciloskopo viduryje.
2 žingsnis. Pasukite „HORIZONTAL SEC/DIV“rankenėlę, kad padidintumėte bangą, kad būtų rodomas vienas laikotarpis
Žingsnis 3. Paspauskite ketvirtąjį programinį mygtuką iš viršaus, kad pasirinktumėte 1 žymeklį
Žingsnis 4. Pasukite „daugiafunkcinę“rankenėlę, esančią osciloskopo centre, kad perkeltumėte žymeklį
Rankenėlė nepažymėta ir yra tiesiai virš mygtuko „PRINT“.
Žingsnis 5. Padėkite žymeklį taip, kad jis sutaptų su pačia CH1 (viršutinė, oranžine) bangos viršutine dalimi
Žingsnis 6. Paspauskite paskutinį programinį mygtuką (penktas iš viršaus), kad pasirinktumėte 2 žymeklį
Žingsnis 7. Pasukite „daugiafunkcinę“rankenėlę, esančią osciloskopo centre, kad perkeltumėte žymeklį
Padėkite žymeklį taip, kad jis sutaptų su pačia CH2 (apatinė, mėlyna) bangos viršutine dalimi.
8 veiksmas. Skaičiuoklėje įrašykite savo duomenis:
- a. Vin - įtampos rodmuo pagal žymeklį 1 (820 mV aukščiau pateiktame pavyzdyje; įrašykite tai kaip 0,820 savo skaičiuoklėje)
- b. dV - rodmuo šalia ΔV (20,0 mV aukščiau pateiktame pavyzdyje; įrašykite tai kaip 0,020 savo skaičiuoklėje)
- c. Delsimas - rodmuo šalia Δt (160,0 µs aukščiau pateiktame pavyzdyje; įrašykite tai kaip 0,000160 savo skaičiuoklėje).
8 dalis iš 8: Bode grafiko kūrimas
Žingsnis 1. Gain plotui:
Čia įveskite vieną žingsnį, tada spustelėkite 1. Pasirinkite stulpelius Dažnis ir Stiprinimas.
Žingsnis 2. Spustelėkite „Įterpti“ir ieškokite parinkties „Scatter Chart“
Žingsnis 3. Dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite vertikalią ašį ir pasirinkite „Format Axis…“
4 žingsnis. Spustelėkite „Logaritminė skalė“
5 veiksmas. Dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite horizontalią ašį ir pasirinkite „Format Axis…“
Žingsnis 6. Spustelėkite „Logaritminė skalė“
Žingsnis 7. Fazių grafikas:
Pasirinkite stulpelius Dažnis ir Stiprinimas.
Žingsnis 8. Čia įveskite vieną žingsnį, tada spustelėkite „Įterpti“ir ieškokite parinkties „Sklaidos diagrama“
9 veiksmas. Dešiniuoju pelės mygtuku spustelėkite horizontalią ašį ir pasirinkite „Format Axis…“
Žingsnis 10. Spustelėkite „Logaritminė skalė“
Patarimai
-
Jei ekranas vis dar atrodo triukšmingas ar nepastovus, patikrinkite šiuos dalykus:
- a. Patikrinkite, ar įjungtas funkcijų generatoriaus išėjimas (3 dalis, 5 žingsnis).
- b. Patikrinkite, ar neatsirado kabelių ar jungčių (1 dalis, 1–4 veiksmai).
- c. Kalibruokite zondus (paprašykite TA nurodymų).
- d. Išbandykite kitą kabelį (1 dalis, 1–4 veiksmai), nes kabelis gali būti pažeistas.
- Atminkite, kad šie žymeklio rodmenys yra skirti kanalui, išvardytam skiltyje „Šaltinis“. Taip pat atkreipkite dėmesį, kad šaltinio kanalo pakeitimas vienu metu veikia abu žymeklius. Osciloskopas neleidžia mums kiekvienam kanalui suteikti savo žymeklio. Negalima atsitiktinai įrašyti žymeklio 1 kaip CH1 ir žymeklio 2 kaip CH2 savo laboratorijos duomenyse!
