Klasa: IVe

Grupa I

Data: 96.11.13

Temat: Badanie wzmacniaczy selektywnych

Kierownik: Podgórski

Realizator: Pancerski

Metrolog: Pancerski

Instrumentator: Nowakowski

BHP: Podgórski

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z budową i zasadą działania wzmacniaczy selektywnych, ich parametrami i charakterystykami.

2. Wykaz badań

• badanie charakterystyki przejściowej U_wy=f(U_we) dla układu pasmowo przepustowego i dla układu pasmowo zaporowego,

• badanie charakterystyki częstotliwościowej K_u=f(f) dla układu pasmowo przepustowego i dla układu pasmowo zaporowego.

3. Schemat pomiarowy

4. Wykaz aparatury

Generator G430 Nr 2013

Woltomierz V562 Nr 5065/95

Woltomierz V560 Nr 5047/95

Oscyloskop 35026 Nr 3506320

5. Tabele pomiarowe

Dla układu pasmowo przepustowego

charakterystyka przejściowa U_wy=f(U_we) dla f=1kHz

Lp	Uwe	Uwy	Ku
	V	V	V/V
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1	0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,7 1	1 1 1 1 1 1 1

charakterystyka częstotliwościowa K_u=f(f)

Lp	f	Uwe	Uwy	Ku
	kHz	V	V	V/V
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.	0,1 0,2 0,3 0,5 0,8 1 1,2 1,5 2 2,5 3 4 5 8 10	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	0,05 0,08 0,12 0,21 0,36 0,5 0,65 0,9 0,86 0,6 0,47 0,33 0,24 0,14 0,1	0,1 0,16 0,24 0,42 0,72 1 1,3 1,8 1,72 1,2 0,94 0,66 0,48 0,28 0,2

Dla układu pasmowo zaporowego

charakterystyka przejściowa U_wy=f(U_we) dla f=1kHz

Lp	Uwe	Uwy
	V	V
1. 2. 3. 4. 5. 6.	0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6	0,1 0,23 0,46 0,67 0,9 1,2

charakterystyka częstotliwościowa K_u=f(f)

Lp	f	Uwe	Uwy	Ku
	kHz	V	V	V/V
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 15.	0,1 0,2 0,8 1 1,1 1,3 1,5 2 2,3 2,5 3 3,5 4 5 10	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	0,6 0,65 0,62 0,56 0,52 0,42 0,23 0,3 0,45 0,51 0,58 0,62 0,64 0,65 0,665	1,2 1,3 1,24 1,12 1,04 0,84 0,46 0,6 0,9 1,02 1,16 1,24 1,28 1,3 0,133

6. Charakterystyki

Dla układu pasmowo przepustowego

charakterystyka dynamiczna

charakterystyka amplitudowa

Dla układu pasmowo zaporowego

charakterystyka przejściowa

charakterystyka dynamiczna

7. Wnioski

Badaliśmy trzy wzmacniacze selektywne. Dwa z nich zbudowane były na bazie filtrów piezoceramicznych, a trzeci na podstawie równoległego obwodu rezonansowego LC. Z wobulatora i oscyloskopu zbudowaliśmy wobuloskop, przy pomocy którego obserwowaliśmy charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe układów. Wzmacniacze skonstruowane były na pasma: 6,5MHz, 10,7MHz i 460kHz. Wszystkie trzy częstotliwości wykorzystywane są w technice RTV. Najbardziej strome charakterystyki miały oczywiście wzmacniacze z filtrami piezoceramicznymi. Miały one odpowiednio ukształtowane charakterystyki, w celu użycia ich do wyodrębniania sygnałów w zakresie określonego pasma częstotliwości z różnym zależnym od dalszej obróbki sygnału tłumieniem. Wzmacniacz z obwodem rezonansowym miał charakterystykę ładnie zaokrągloną i rozciągniętą na dość szerokie pasmo. Poza tym podczas przeszukiwania zakresów wobulatora natknęliśmy się na wiele harmonicznych, których nie było widać w filtrach piezoceramicznych. Harmoniczne te miały stosunkowo niską amplitudę, ale mimo wszystko były przepuszczane.

Klasa: IVe

Grupa I

Data: 96.11.23

Temat: Badanie cyfrowych przerzutników bistabilnych

Kierownik: Podgórski

Realizator: Pancerski

Metrolog: Pancerski

Instrumentator: Nowakowski

BHP: Podgórski

1. Cel ćwiczenia

Sprawdzić działanie układów i ich zgodność z tabelami prawdy

2. Schemat układu pomiarowego

3. Spis przyrządów

- zasilacz KP16102 1735,

- badane układy przerzutników.

4. Badanie przerzutników:

a) przerzutnik RS

b) przerzutnik RS z wejściowym układem bramkującym NAND

c) przerzutnik D

d) przerzutnik JK

e) przerzutnik T

5. Wnioski:

Przerzutniki oprócz bramek logicznych są podstawową grupą elementów stosowanych w technice cyfrowej. Przerzutnikiem nazywa się multiwibrator bistabilny, tj. układ elektroniczny charakteryzujący się istnieniem dwóch stanów równowagi trwałej, przy czym w każdym z tych stanów przerzutnik może pozostawać dowolnie długo, natomiast przejście z jednego stanu równowagi do drugiego następuje tylko pod wpływem zewnętrznego sygnału wyzwalającego. Zmiana stanu przerzutnika następuje skokowo, gdy sygnał wyzwalający osiągnie określoną wartość. Pracę przerzutnika przedstawia się za pomocą tablicy stanów lub tablicy wzbudzeń, a także grafu oraz wykresu czasowego. Działanie logiczne przerzutnika opisuje się najczęściej za pomocą tablicy stanów, z tablicy wzbudzeń korzysta się natomiast przy projektowaniu układów cyfrowych (sekwencyjnych) z przerzutnikami. Przerzutnik w technice cyfrowej spełnia funkcję elementarnego układu pamięciowego nazywanego operatorem. Operator w odróżnieniu od funktora nie przetwarza informacji cyfrowej, lecz ją zapamiętuje. Ponieważ jeden przerzutnik zapamiętuje jedną cyfrę liczby dwójkowej (czyli jeden bit), jest on często nazywany jednobitową komórką pamięci. Przerzutnik ma pewną liczbę wejść i z reguły dwa wyjścia. Na wejścia informacyjne podaje się odpowiednie stany stosownie do przesyłanej informacji. Wejście taktujące (nazywane też zegarowym) służy do podawania sygnałów taktujących, wyzwalających działanie przerzutnika w układzie synchronizowanym. Wejścia przygotowujące (wpisujące i zerujące) służą do ustalenia stanu przerzutnika niezależnie od stanu wejść informacyjnych, a także stanu wejścia taktującego. Wejścia przerzutnika mogą być statyczne lub dynamiczne, z negacją lub bez negacji. Wejście nazywa się statycznym, gdy zmiana stanu przerzutnika następuje w wyniku zaistnienia na danym wejściu odpowiedniego poziomu napięcia (stanu logicznego). Jeżeli zaś zmiana stanu przerzutnika jest spowodowana zmianą wejściowego stanu logicznego, to wejście określa się jako dynamiczne i mówi się o wyzwalaniu zboczem.

Przerzutniki są następnymi po bramkach klockami stosowanymi do budowy systemów cyfrowych. Badane przez nas przerzutniki były przerzutnikami bistabilnymi następujących typów: RS, JK, D, T. Wszystkie oprócz przerzutnika RS były synchroniczne i nie posiadały stanów zabronionych. W przerzutniku RS występuje taka kombinacja wejściowa, która po przetworzeniu przeczy na wyjściu logice: gdy podamy na wejścia RS dwa `0', na wyjściach Q i Q-nie pojawią się dwie `1'. Przerzutnik T zbudowany został z przerzutnika JK poprzez zwarcie obu wejść. Przerzutnik D zbudowaliśmy dodatkowo również z przerzutnika JK, łącząc wejście K z wejściem J przez inwenter. Wyjściu D tak skonstruowanego przerzutnika odpowiadało wejście J przerzutnika JK. Z tablic wyprowadziliśmy równania logiczne przerzutników. Ponadto wszystkie przerzutniki synchroniczne z wyjątkiem jednego reagowały na ujemne zbocze sygnału taktującego. Odstającym od wszystkich był gotowy przerzutnik D. Reagował on w przeciwieństwie do innych na dodatnie zbocze sygnału taktującego. Może mieć to związek ze sposobem konstruowania liczników (budowane są z przerzutników JK), które reagują na zbocze ujemne oraz z rejestrami (budowane są z przerzutników D lub z synchronicznych RS), które to reagują na zbocze dodatnie.

Napięcia wejść i wyjść w stanach wysokich i niskich odpowiadały normom TTL.

Klasa: IVe

Grupa I

Data: 96.12.2

Temat: Badanie wzmacniaczy mocy małej częstotliwości

Kierownik: Podgórski

Realizator: Pancerski

Metrolog: Pancerski

Instrumentator: Nowakowski

BHP: Podgórski

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z pracą wzmacniaczy mocy małej częstotliwości, ich parametrami i charakterystykami.

2. Wykaz badań

• badanie mocy wyjściowej w funkcji R_obc; P_wy=f(R_obc) przy U_we=const. i f=1kHz,

• badanie mocy wyjściowej w funkcji U_we przy R_obc=optymalnej wartości i f=1kHz,

• badanie mocy wyjściowej w funkcji f dla R_obc=optymalnej wartości.

3. Schematy układów pomiarowych

4. Wykaz aparatury

• generator G430 Nr 4268

• zasialacz P316 Nr 250

• woltomierz V562 Nr 5032/95

• oscyloskop 3502C Nr 350208749

• miernik mocy wyjściowej PWT 5B Nr 96169

• badany wzmacniacz kl. A

5. Tabele pomiarowe

Wzmacniacz klasy A

P_wy=f(R_obc) f=1kHz

Lp	Robc	Uwe	Pwy
	Ω	V	mW
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.	3 8 10 15 20 25 40 50 60 100 250 1250	0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5 0,5	0,5 1 1,1 1,2 1,2 1,2 1,2 1,15 1,1 0,9 0,5 0,1

P_obc=f(U_we) f=1kHz R_obc=25Ω

Lp	Uwe	Pobc
	V	mV
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10.	0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1	0,08 0,3 0,5 1 1,3 2,2 3 4 4,8 5,8

P_obc=f(f) R_opt=25Ω

Lp	f	Pobc
	kHz	mW
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.	1 2 3 5 8 10 15 100	1,2 1,25 1,25 1,28 1,3 1,3 1,3 1,4

6. Charakterystyki

P_wy=f(R_obc)

P_obc=f(U_we)

P_obc=f(f)

7. Wnioski

Badany przez nas wzmacniacz mocy małej częstotliwości pracował w klasie AB, czyli tranzystory wyjściowe polaryzowane były stale prądem na granicy załączenia. Sprawność badanego wzmacniacza była niewielka, szczególnie przy dużych rezystancjach obciążenia. Najmniejsze straty były przy rezystancji obciążenia rzędu kilku do kilkunastu omów. Wzmocnienie wzmacniacza ulegało dużym zmianom w zakresie pasma akustycznego. Wahało się ono od 5 do 22 razy. Wraz ze zmianami wzmocnienia zmieniała się moc wyjściowa, na którą wpływ miała również rezystancja obciążenia.

Klasa: IVe

Grupa I

Data: 96.12.20

Temat: Komputerowa symulacja pracy wzm. selektywnego

Kierownik: Podgórski

Realizator: Pancerski

Metrolog: Pancerski

Instrumentator: Nowakowski

BHP: Podgórski

1. Cel ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest poznanie działania i sposób badania wzmacniaczy selektywnych z obwodem rezonansowym LC.

2. Wykaz badań:

1. Pomiar współczynnika prostokątności równoległego obwodu rezonansowego LC.

2. Pomiar współczynnika prostokątności wzmacniacza selektywnego OE z pojedynczym obwodem rezonansowym LC.

3. Pomiar współczynnika prostokątności wzmacniacza selektywnego OE z podwójnym obwodem rezonansowym LC sprzężonym magnetycznie.

3. Spis przyrządów:

1. Komputer

2. Monitor 402CB00689

3. Mysz M211152539

4. Klawiatura ESX5R5BTC-FT7000

4. Schematy ideowe.

1. Obwód rezonansowy LC.

2. Wzmacniacz OE z obwodem rezonansowym LC.

3. Wzmacniacz OE z obwodem rezonansowym LC sprzężonym.

5. Pomiary.

1. Obwód rezonansowy.

	Pasmo	fd [kHz]	fg [kHz]	B [kHz]
	3dB	10,0	13,6	3,6
	20dB	8,2	16,6	8,4

Współczynnik prostokątności wynosi

2. Wzmacniacz OE z obwodem rezonansowym LC.

	Pasmo	fd [kHz]	fg [kHz]	B [kHz]
	3dB	11,2	13,6	2,4
	20dB	10,0	15,0	5,0

Współczynnik prostokątności wynosi

3. Wzmacniacz OE z obwodem rezonansowym LC sprzężonym.

	Pasmo	fd [kHz]	fg [kHz]	B [kHz]
	3dB	3,69	10,0	6,79
	20dB	1,35	30,1	28,75

Współczynnik prostokątności wynosi

6. Obliczenia.

Np.:

7. Charakterystyki.

1. Obwód rezonansowy.

2. Wzmacniacz OE z obwodem rezonansowym LC.

3. Wzmacniacz OE z obwodem rezonansowym LC sprzężonym.

8. Analiza i wnioski.

Przy pomocy komputera i programu DEGEM przeprowadziliśmy symulację badań wzmacniaczy selektywnych. Zdejmowaliśmy charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowe przy pomocy przyrządu, który w programie nazywa się ploter Bodego. Jest to urządzenie podobne do wobuloskopu. Z charakterystyk tych wyznaczaliśmy pasma przenoszenia dla 3 i 20 decybelowego spadku wzmocnienia. Następnie wyliczaliśmy współczynniki prostokątności. Na początku zbadaliśmy sam równoległy obwód rezonansowy LC. Jego współczynnik prostokątności wyniósł 0,429. Później wyznaczyliśmy współczynnik prostokątności dla wzmacniacza na tranzystorze bipolarnym w układzie OE z pojedynczym równoległym obwodem rezonansowym LC. Współczynnik prostokątności tego układu był równy 0,48. Ostatnim badanym układem był również układ wzmacniacza tranzystorowego OE, z tą jednak różnicą, że tu zastosowaliśmy podwójny obwód rezonansowy LC sprzężony magnetycznie. Współczynnik prostokątności znacznie się pogorszył i wynosił 0,236. Jak widać, najlepszym układem był pod względem selektywności był wzmacniacz OE z pojedynczym obwodem. Trochę mniejszy współczynnik prostokątności miał samotny obwód rezonansowy, a najgorzej wypadł wzmacniacz OE z podwójnym obwodem rezonansowym. Wywnioskować można, że stosowanie podwójnego obwodu powoduje poszerzenie pasma danego wzmacniacza. Jednak dzięki temu można uzyskać bardziej skomplikowane charakterystyki amplitudowe. Ponadto we wzmacniaczu OE z pojedynczym obwodem rezonansowy zbocze przednie było bardziej strome niż zbocze tylne.

Badany

układ

ZASILACZ

U=5V

Tablica prawdy

schemat

Q

Q

S	R	Qn	Qn+1	Qn+1
0	0	0	1	1
0	0	1	1	1
0	1	0	1	0
0	1	1	1	0
1	0	0	0	1
1	0	1	0	1
1	1	0	0	1
1	1	1	1	0

S

R

tablica prawdy

schemat

R	S	Qn	Qn+1	Qn+1
0	0	0	0	1
0	0	1	1	0
0	1	0	0	1
0	1	1	0	1
1	0	0	1	0
1	0	1	1	0
1	1	0	0	0
1	1	1	0	0

Q

Q

C

R

S

tablica prawdy

schemat

D	Qn-1	Qn
0	0	0
1	0	1
0	1	0
1	1	1

D

C

Q

Q

tablica prawdy

schemat

J	K	Qn-1	Qn
0	0	0	0
0	0	1	1
0	1	1	0
0	1	0	0
1	0	1	0
1	0	0	1
1	1	1	1
1	1	0	1

Q

Q

K

C

J

tablica prawdy

symbol

T	Qn-1	Qn
0	0	0
1	0	1
0	1	1
1	1	0

Q

T

C

Q

---