Wienův článek - Laboratorní úloha
Níže je uveden pouze náhled materiálu. Kliknutím na tlačítko 'Stáhnout soubor' stáhnete kompletní formátovaný materiál ve formátu DOC.
ZADÁNÍ
Pomocí dvoukanálového osciloskopu změřte u předloženého Wienova článku závislost fázového úhlu výstupního napětí na vstupním. Pro zadané hodnoty odporu R na frekvenci vstupního napětí. Závislost změřte metodou elipsy a metodou dvoukanálového osciloskopu. Měření proveďte v pásmu frekvencí 200 Hz až 50 kHz. Výsledky vyneste graficky a navzájem porovnejte.
U předloženého Wienova článku dále změřte závislost fázového úhlu výstupního napětí na velikosti R pro zadanou frekvenci vstupního napětí. Měření proveďte metodou elipsy i metodou dvoukanálového osciloskopu. Výsledky vyneste graficky a navzájem porovnejte
POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU
Hodnoty použitých součástek: R1=
R2=
C1=
C2=
TEORETICKÝ ROZBOR
Wienův článek - Tato pásmová propust se často používá ve zpětné vazbě RC generátorů. Má nejmenší selektivitu (nejširší pásmo) a nejmenší přenos. Vyznačuje se velmi jednoduchou přeladitelností současnou změnou dvou stejných prvků. Protože druhá impedance je tvořená paralelním spojením dvou prvků, je pro odvození přenosu nejvhodnější rovnice:
Au = 1/(Z1Y2 + 1).
Po dosazení za impedanci
Z=R1+1/jωC1 a admitanci Y=1/R2 + 1/jωC2
dostaneme po roznásobení vztah:
Přenos bude čistě reálný při tzv. kvazirezonančním kmitočtu:
Většinou se volí prvky tak, aby platilo R1=R=nR2 a C1=C=C2/n. Po dosazení se vztahy zjednoduší :
a
Volbou n je možné měnit velikost přenosu při kvazirezonančním kmitočtu. Bohužel se n objevilo i u imaginárního členu, a proto není vhodné volit n<1. Přenos by se sice zvětšil (Au=1/(1+2n)), ale téměř by se neměnil s kmitočtem. Řešením rovnice pro rovnost imaginárního a reálného členu ve jmenovateli opět získáme:
a šířku pásma propusti B=2+1/n. Porovnáme-li vztah pro maximální přenos a pro šířku pásma, zjistíme, že optimální článek má prvky stejné (n=1). Pak bude platit:
Při mezním kmitočtu tedy bude přenos
a
Měření provedeme pomocí dvou metod daných ze zadání. Metoda elipsy spočívá v měření v režimu XY na OSC. Na monitoru OSC se nám v tomto režimu objeví elipsa, z níž budeme odčítat potřebné rozměry „a“, „b“. Pomocí těchto bezrozměrných hodnot dále určíme velikost fázového posuvu ϕ.
U metody dvoukanálového OSC získáme na OSC průběh, kdy se nám zobrazí oba sinusové průběhy, jeden ze vstupu do článku a druhý z výstupu článku. Zde budeme opět odečítat hodnoty „b´“, „a´“. Tato metoda je podmíněna srovnáním (alespoň přibližným) průběhů ve svislém směru; nutno nastavit co největší amplitudu. Tím se jednoznačněji určí průsečíky s osou x.
SCHÉMA ZAPOJENÍ
- musíte vymyslet -> na vstup dáte generátor pak bude přípravek (wienův člen) a pak ohmetr a za ním osciloskop
SEZNAM POUŽITÝCH PŘÍSTROJŮ
OSC osciloskop – OS 3020 i.č. – I-L-046
G generátor – GoldStar FG 2002C i.č. – C-L-053