Měření kmitočtových charakteristik RC členů - Laboratorní úloha

1)NÁZEV

MĚŘENÍ KMITOČTOVÝCH CHARARAKTERISTIK rc ČLENŮ

2) ZADÁNÍ

1. Změřte a nakreslete kmitočtové charakteristiky předložených RC členů

2. Zjistěte frekvenci v bodě zlomu charakteristiky a zvolte vhodný kmitočtový rozsah pro měření.

3. Odvoďte vztahy pro výpočet kmitočtové charakteristiky z obvodových prvků a charakteristiku nakreslete.

4. Změřenou i vypočtenou charakteristiku porovnejte.

3) TEORIE

Obecně lze libovolnou přenosovou charakteristiku popsat vztahem:

kde p = jpro ustálený stav, nejsou-li analyzovány přechodové děje v čase)

U2(p) – výstupní napětí

U1(p) – vstupní napětí

c, b - reálné koeficienty, platí m ≤ n

Pro ustálený stav je p = ja přenosovou funkci můžeme psát ve tvaru

Kde |F(j)| je modul přenosové funkce (frekvenční závislost amplitudové charakteristiky)

je argument přenosové funkce (frekvenční fázová charakteristika), f

Jednoduchý RC člen

Výpočet přenosové funkce F(j):

Modul přenosové funkce:

Modul přenosové funkce vyjádřený v dB:

Argument přenosové funkce:

Dvojitý RC člen:

Schéma zapojení:

4) SEZNAM PoužitÝCH přístrojŮ:

Ozn. Přístroj Výrobce Typ Rozsah Výrobní číslo G Generátor Goldstar FG2002G 6-L-053 mV1 Milivoltmetr Tesla BM 524 10 Hz–1 MHz 5-L-534 mV2 Milivoltmetr Tesla BM 524 10 Hz –1MHz 6-L-013 OSC Osciloskop 54621A 6-L-095/01

5) NAMĚŘENÉ A VYPOČTENÉ HODNOTY

Jednoduchý RC člen

Teoretické hodnoty

f [Hz] 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2000 3000 4000 5000 Re(F) 0,004 0,016 0,034 0,059 0,090 0,124 0,162 0,202 0,242 0,283 0,612 0,780 0,863 0,908 Im(F) 0,063 0,124 0,182 0,236 0,286 0,330 0,368 0,401 0,428 0,450 0,487 0,414 0,344 0,289 F [-] 0,063 0,125 0,185 0,243 0,300 0,353 0,402 0,449 0,492 0,532 0,782 0,883 0,929 0,953 F[dB] 23,996 18,064 14,647 12,275 10,465 9,053 7,914 6,959 6,165 5,490 2,134 1,079 0,638 0,420 ϕ [°] 1,509 1,446 1,385 1,324 1,267 1,210 1,156 1,105 1,056 1,010 0,672 0,488 0,379 0,308

Naměřené hodnoty

f[Hz] 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2000 3000 4000 5000 U1[V] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 U2[V] 0,068 0,133 0,192 0,26 0,325 0,38 0,44 0,482 0,538 0,575 0,82 0,902 0,94 0,96 a [-] 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 14 b [-] 10 20 24 26 28 29 30 34 36 40 42 43 44 42 ϕ [°] 0,951 0,611 0,528 0,494 0,464 0,450 0,437 0,391 0,371 0,337 0,322 0,315 0,308 0,322 F [-] 0,068 0,133 0,192 0,260 0,325 0,380 0,440 0,482 0,538 0,575 0,820 0,902 0,940 0,960 F[dB] 23,35 17,52 14,33 11,70 9,762 8,404 7,131 6,339 5,384 4,807 1,724 0,896 0,537 0,355

Dvojitý RC člen

Teoretické hodnoty

f [Hz] 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 2000 3000 4000 5000 Re(F) 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 0,333 Im(F) 0,063 0,128 0,195 0,268 0,348 0,439 0,545 0,672 0,831 1,037 2,175 0,739 0,473 0,354 F [-] 0,339 0,357 0,386 0,428 0,482 0,551 0,639 0,750 0,895 1,089 2,200 0,811 0,579 0,487 F dB 9,390 8,948 8,260 7,376 6,337 5,172 3,893 2,497 0,964 0,742 6,849 1,823 4,751 6,258