Bodeov grafikon je grafikon koji opisuje kako krug reagira na različite frekvencije. To nam govori, na primjer, da pojačalo ima slab bas (niskofrekventni) odziv. Inženjeri koriste ove crteže kako bi bolje razumjeli vlastite dizajne, odabrali komponente za novi dizajn ili utvrdili može li krug postati nestabilan kada se primijene pogrešne frekvencije.
Koraci
Dio 1 od 8: Proširena definicija
Kao što je ranije spomenuto, Bodeov grafikon je graf koji opisuje kako krug reagira na različite frekvencije. Bodeov grafikon posebno prikazuje dobitak kruga u odnosu na frekvenciju. Zapravo se sastoji od dva grafikona: odziva veličine i odziva faze. Kako bi to ilustrirali, u nastavku je prikazan primjer Bodeove sheme:
Pojačanje napona u decibelima definirano je kao:
G_dB = 20*〖zapisnik〗 _10 (Vout/Vin).
Pozitivan dobitak znači pojačanje, a negativni dobitak ukazuje na slabljenje. Dakle, ako bi krug imao Vout od 1 volta i Vin od √2 volta (pad napona), njegov bi dobitak bio:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Ova oznaka -3 dB važna je jer pokazuje gdje je izlazna snaga kruga (a ne napon!) Točno polovica njegove ulazne snage.
Fazni prikaz opisuje kako različitim frekvencijama potrebno relativno kraće ili duže vrijeme da putuju kroz krug. Svaka frekvencija s faznim očitanjem od -180º ili –π radijana bit će nestabilna na toj frekvenciji.
Da biste iz postojećeg kruga stvorili Bodeovu plohu, testirajte krug s rasponom frekvencija. Taj raspon ovisi o primjeni koja je na raspolaganju, poput prijenosa zvuka ili podataka. Stimulirajte ulaz kruga jednostavnim sinusnim valom na frekvencijama koje vas zanimaju. Izmjerite ulaz i izlaz osciloskopom i usporedite razliku između njih. Zabilježite te razlike u proračunskoj tablici, a zatim ih nacrtajte da biste vidjeli konačni Bodeov prikaz. Podaci se po želji mogu ručno tabelirati i iscrtati.
[Ur. Napomena: Neke brojke nedostaju u ovom vodiču. Ako znate što dodati, upotrijebite alat za dodavanje slika da biste prenijeli odgovarajuće slike.]
2. dio od 8: Spajanje opreme
Korak 1. Provjerite jesu li funkcijski generator i osciloskop spojeni na najbližu utičnicu za izmjeničnu struju
Korak 2. Spojite prvu sondu na priključak “50 Ω OUTPUT” na prednjem donjem desnom kutu generatora funkcija
- a. Spojite crveni pozitivni vod na ulazni priključak vašeg kruga.
- b. Spojite crni negativni vod na stezaljku uzemljenja vašeg kruga.
Korak 3. Spojite drugu sondu na priključak “CH 1” na prednjoj strani osciloskopa
- a. Spojite crveni pozitivni vod na ulazni priključak vašeg kruga.
- b. Spojite crni negativni vod na stezaljku uzemljenja vašeg kruga.
Korak 4. Spojite treću sondu na priključak “CH 2” na prednjoj strani osciloskopa
- a. Spojite crveni pozitivni vod na izlazni priključak vašeg kruga.
- b. Spojite crni negativni vod na stezaljku uzemljenja vašeg kruga, (osim ako laboratorijski TA ne naloži drugačije).
Korak 5. Pazite da kabeli ne vise preko ruba radnog prostora
Korak 6. Dvaput provjerite veze
Moraju biti kako je prikazano na slici 1.
Slika 1 - Priključci vaše opreme
3. dio od 8: Uključite opremu
Korak 1. Pritisnite gumb za uključivanje (označeno s "O/I") na gornjoj strani osciloskopa
Korak 2. Pritisnite gumb “POWER” u prednjem gornjem desnom kutu generatora funkcija
Korak 3. Nakon što oprema izvrši samotestiranje, trebala bi izgledati slično onome što je prikazano na slici 2 (prikazano u ovom koraku)
Dio 4 od 8: Postavite frekvenciju i amplitudu generatora funkcija
Korak 1. Pritisnite gumb ispod “FREQ
”Na generatoru funkcija. Svjetlo iznad gumba se pali. Zaslon bi trebao izgledati slično slici prikazanoj u ovom koraku.
Korak 2. Podesite frekvenciju na najnižu frekvenciju koju želite testirati, svoju početnu frekvenciju
To se može učiniti s velikim brojčanikom na generatoru funkcija ili s četiri softverske tipke ispod zaslona. Gumbi označeni sa "- val +" mijenjaju znamenku ispod kursora, a tipke "" pomiču kursor.
Korak 3. Pritisnite gumb ispod “AMPL
”Na generatoru funkcija. Svjetlo iznad gumba se pali. Vaš bi zaslon sada trebao izgledati slično slici 5.
Korak 4. Podesite amplitudu na napon naveden u laboratorijskoj proceduri za krug koji se ispituje, koristeći isti brojčanik ili tipke softvera
Primijetite da je ovo Vpp, napon od vrha do vrha. Maksimalni (pozitivni) i minimalni (negativni) naponi vala bit će polovica napona od vrha do vrha.
Korak 5. Pritisnite gumb “OUTPUT” na generatoru funkcija
Svijetli lijevo od gumba.
5. dio od 8: Postavite prozor osciloskopa
Korak 1. Pritisnite gumb “ZADNE POSTAVKE” u gornjem desnom kutu osciloskopa
Njegov prikaz trebao bi izgledati slično kao na slici 6. Val se može pojaviti na zaslonu ili može prikazivati samo šum. Sljedeći koraci dovest će ga u fokus.
Korak 2. Pritisnite tipku “AUTOSET” u gornjem desnom kutu osciloskopa
Njegov prikaz trebao bi izgledati slično slici 7, a valovi bi se trebali pojaviti u fokusu.
Korak 3. Pritisnite drugu soft tipku odozgo
To govori osciloskopu da prikaže jedno razdoblje vala. Vaš bi zaslon trebao izgledati kao na slici 7.
Softverske tipke osciloskopa nalaze se desno od zaslona
Korak 4. Pritisnite tipku “MEASURE” na gornjoj sredini osciloskopa
Prikazat će se zadani zaslon mjerenja, poput onog na slici 8.
Korak 5. Pritisnite gornju soft tipku na osciloskopu za odabir prvog mjerenja
Pritiskajte gornju softversku tipku s oznakom "Izvor" dok se ne pojavi "CH1". Pritiskajte drugu softversku tipku odozgo označenu s "Type" dok se ne prikaže "Freq". Vaš bi zaslon trebao izgledati kao na slici 9. Pritisnite donju soft tipku za povratak.
Korak 6. Pritisnite drugu soft tipku odozgo za odabir drugog mjerenja
Pritiskajte gornju soft tipku s oznakom "Izvor" dok se ne pojavi "CH1". Pritiskajte drugu softversku tipku odozgo označenu s "Tip" dok se ne prikaže "Pk-Pk". Vaš zaslon trebao bi izgledati kao na slici 10. Pritisnite donju soft tipku za povratak.
Korak 7. Pritisnite treću softversku tipku odozgo za odabir trećeg mjerenja
Pritiskajte gornju soft tipku s oznakom "Izvor" dok se ne pojavi "CH2". Pritiskajte drugu softversku tipku odozgo označenu s "Type" dok se ne prikaže "Freq". Vaš zaslon trebao bi izgledati kao na slici 11. Pritisnite zadnju softversku tipku (petu odozgo) za povratak.
Korak 8. Pritisnite četvrtu softversku tipku odozgo za odabir četvrtog mjerenja
Pritiskajte gornju soft tipku s oznakom "Izvor" dok se ne pojavi "CH2". Pritiskajte drugu softversku tipku odozgo označenu s "Tip" dok se ne prikaže "Pk-Pk". Vaš bi zaslon trebao izgledati kao na slici 12. Pritisnite donju soft tipku za povratak.
Korak 9. Okrenite gumb "HORIZONTAL SEC/DIV" malo u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok jednom ne klikne
Vaš bi zaslon sada trebao prikazivati više od jedne točke, poput prikaza na slici 13. Mjerenja frekvencije CH1 i CH2 trebala bi se promijeniti iz “?” na pravo čitanje.
Korak 10. Pritisnite tipku “CURSOR” na gornjoj sredini osciloskopa
Zadani zaslon trebao bi izgledati kao na slici 14.
Korak 11. Pritiskajte gornju soft tipku pored "Vrsta" dok se ne prikaže "Vrijeme"
Sredina desnog stupca zaslona prikazuje nam očitanja koja nas zanimaju: Δt i ΔV. Ispod toga prikazana su očitanja za kursor 1 i kursor 2.
Dio 6 od 8: Izrada radnog lista za snimanje vaših podataka
Korak 1. Na laboratorijskom računalu otvorite Excel i pokrenite novu proračunsku tablicu
Označite stupce "Frequency", "Vin", "dV", "Vout", "Delay", "Phase" i "Gain".
Korak 2. Ispod "Učestalost" unesite svaku frekvenciju koju planirate testirati (pogledajte postupke u laboratoriju)
Korak 3. Ispod "Vout" u ćeliji D2 unesite ovu formulu:
= B2+C2
Korak 4. Pritisnite return
"= B2+C2" pretvara se u nulu jer ništa nismo unijeli u B2 ili C2.
Korak 5. Pritisnite Ctrl+D, a zatim se vratite
Formula se kopira iz D2 u D3, a Excel automatski mijenja formulu u “= B3+C3”. Pritisnite Ctrl+D, a zatim se vraćajte dok ne ispunite stupac za svaku svoju frekvenciju.
Korak 6. Ispod "Faza" u ćeliju F2 unesite ovu formulu:
= 2*pi ()*A2*E2
Korak 7. Pritisnite return
Pritisnite Ctrl+D, a zatim se vratite kao i prije kako biste ispunili stupac.
Korak 8. Ispod "Gain" u ćeliji G2 unesite ovu formulu:
= 20*log10 (D2/B2)
Korak 9. Pritisnite return
Pritisnite Ctrl+D, a zatim se vratite kao i prije kako biste ispunili stupac. Za sada zanemarite pogreške.
Korak 10. Spremite ovaj radni list za upotrebu kao predložak
Možete ga upotrijebiti sljedeći put kada trebate stvoriti Bodeovu shemu, čime ćete preskočiti 6. dio.
Dio 7 od 8: Dobivanje podataka za Bodeovu plohu
Korak 1. Vaš osciloskop bi i dalje trebao biti na pokazivaču s kraja 5. dijela
Ako nije, pritisnite gumb "KURSOR" na gornjoj sredini osciloskopa.
Korak 2. Okrećite tipku "HORIZONTAL SEC/DIV" za povećavanje vala tako da se prikaže jedno razdoblje
Korak 3. Pritisnite četvrtu softversku tipku odozgo za odabir pokazivača 1
Korak 4. Okrenite gumb "višenamjenski" koji se nalazi na sredini osciloskopa kako biste pomaknuli kursor
Gumb je bez oznake i nalazi se neposredno iznad tipke "PRINT".
Korak 5. Postavite kursor tako da se poravna sa samim vrhom vala CH1 (gornji, u narančastoj)
Korak 6. Pritisnite posljednju softversku tipku (petu odozgo) za odabir pokazivača 2
Korak 7. Okrenite gumb "višenamjenski" koji se nalazi na sredini osciloskopa kako biste pomaknuli kursor
Postavite kursor tako da se poravna sa samim vrhom CH2 (donji, u plavom) valu.
Korak 8. U proračunsku tablicu zabilježite svoje podatke:
- a. Vin - očitanje napona ispod kursora 1 (820 mV u gornjem primjeru; zabilježite ovo kao 0.820 u proračunskoj tablici)
- b. dV - očitanje pored ΔV (20,0 mV u gornjem primjeru; zabilježite ovo kao 0,020 u proračunskoj tablici)
- c. Odgoda - očitanje pored Δt (160,0 µs u gornjem primjeru; zabilježite ovo kao 0,000160 u vašoj proračunskoj tablici).
8. dio od 8: Stvaranje Bodeovog zapleta
Korak 1. Za parcelu Gain:
Ovdje unesite jedan korak, a zatim kliknite 1. Odaberite stupce Učestalost i Pojačanje.
Korak 2. Pritisnite “Umetni” i potražite opciju “Scatter Chart”
Korak 3. Desnom tipkom miša kliknite okomitu os i odaberite "Oblikovanje osi …"
Korak 4. Kliknite "Logaritamska ljestvica"
Korak 5. Desnom tipkom miša kliknite vodoravnu os i odaberite "Oblikovanje osi …"
Korak 6. Kliknite "Logaritamska ljestvica"
Korak 7. Za fazni prikaz:
Odaberite stupce Učestalost i Pojačanje.
Korak 8. Ovdje unesite jedan korak, a zatim kliknite "Umetni" i potražite opciju "Raspršivi grafikon"
Korak 9. Desnom tipkom miša kliknite vodoravnu os i odaberite "Oblikovanje osi …"
Korak 10. Pritisnite “Logaritamska ljestvica”
Savjeti
-
Ako zaslon i dalje izgleda bučno ili neuredno, provjerite sljedeće:
- a. Provjerite je li izlaz generatora funkcija uključen (dio 3, korak 5).
- b. Provjerite jesu li kabeli ili spojevi otpušteni (dio 1, koraci 1-4).
- c. Kalibrirajte svoje sonde (zatražite od TA upute o tome).
- d. Probajte drugi kabel (dio 1, koraci 1-4) jer se kabel može oštetiti.
- Imajte na umu da se ova očitanja pokazivača odnose na kanal naveden pod "Izvor". Također imajte na umu da promjena izvornog kanala utječe na oba pokazivača istovremeno. Osciloskop nam ne dopušta da svakom kanalu damo svoj kursor. Nemojte slučajno zabilježiti pokazivač 1 kao CH1 i pokazivač 2 kao CH2 u svoje laboratorijske podatke!
