'N Bode -plot is 'n grafiek wat beskryf hoe 'n stroombaan op verskillende frekwensies reageer. Dit vertel ons byvoorbeeld dat 'n versterker 'n swak basrespons (lae frekwensie) het. Ingenieurs gebruik hierdie erwe om hul eie ontwerpe beter te verstaan, om komponente vir 'n nuwe ontwerp te kies of om te bepaal of 'n stroombaan onstabiel kan word as die verkeerde frekwensies toegepas word.
Stappe
Deel 1 van 8: Uitgebreide definisie
Soos voorheen genoem, is 'n Bode -plot 'n grafiek wat beskryf hoe 'n stroombaan op verskillende frekwensies reageer. 'N Bode -plot toon spesifiek die wins van 'n stroombaan ten opsigte van frekwensie. Dit bestaan eintlik uit twee grafieke: 'n magnitude -respons en 'n fase -respons. Om dit te illustreer, word 'n voorbeeld van 'n Bode -plot hieronder getoon:
Spanningsverhoging in desibel word gedefinieer as:
G_dB = 20*〖log〗 _10 (Vout/Vin).
Positiewe wins beteken versterking, en negatiewe wins dui op verswakking. Dus, as 'n stroombaan 'n Vout van 1 volt en 'n Vin van √2 volt ('n spanningsval) het, sou die wins daarvan wees:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Hierdie -3 dB -punt is belangrik, aangesien dit aandui waar die kring se uitsetkrag (nie spanning nie!) Presies die helfte van sy insetkrag is.
Die faseplot beskryf hoe verskillende frekwensies relatief korter of langer neem om deur die kring te reis. Enige frekwensie met 'n faselees van -180º of –π radiale sal teen daardie frekwensie onstabiel wees.
Om 'n Bode -plot uit 'n bestaande stroombaan te skep, toets die kring met 'n reeks frekwensies. Hierdie reeks hang af van die toepassing byderhand, soos klank of data -oordrag. Stimuleer die inset van die stroombaan met 'n eenvoudige sinusgolf by die frekwensies van belang. Meet die inset en uitset met 'n ossilloskoop, en vergelyk die verskil tussen die twee. Teken hierdie verskille in 'n sigblad aan, en teken dit dan om 'n grafiek te maak om die finale Bode -plot te sien. Die data kan in plaas daarvan met die hand getabelleer en geteken word, indien verkies.
[Red. Let wel: sommige van die syfers ontbreek in hierdie tutoriaal. As u weet wat u moet byvoeg, gebruik die beeldadderhulpmiddel om die relevante figure op te laai.]
Deel 2 van 8: Koppel die toerusting
Stap 1. Kontroleer of die funksieopwekker en ossilloskoop gekoppel is aan die naaste wisselstroomaansluiting
Stap 2. Koppel die eerste sonde aan die “50 Ω OUTPUT” -aansluiting in die regter onderste hoek van die funksiegenerator
- a. Koppel die rooi positiewe aansluiting aan die ingangsklem van u stroombaan.
- b. Koppel die swart negatiewe kabel aan die aardklem van u stroombaan.
Stap 3. Koppel die tweede sonde aan die “CH 1” -aansluiting aan die voorkant van die ossilloskoop
- a. Koppel die rooi positiewe aansluiting aan die ingangsklem van u stroombaan.
- b. Koppel die swart negatiewe kabel aan die aardklem van u stroombaan.
Stap 4. Koppel die derde sonde aan die “CH 2” -aansluiting aan die voorkant van die ossilloskoop
- a. Koppel die rooi positiewe leiding aan die uitgangsklem van u stroombaan.
- b. Koppel die swart negatiewe aansluiting aan die aardklem van u stroombaan, (tensy die laboratorium TA andersins opdrag gee).
Stap 5. Maak seker dat die kabels nie oor die rand van die werkruimte hang nie
Stap 6. Kontroleer die verbindings dubbel
Hulle moet wees soos in Figuur 1 getoon.
Figuur 1 - U toerustingverbindings
Deel 3 van 8: Skakel die toerusting aan
Stap 1. Druk die aan/uit -knoppie (gemerk "O/I") aan die bokant van die ossilloskoop
Stap 2. Druk die “POWER” -knoppie in die regter boonste hoek van die funksiegenerator
Stap 3. Nadat die toerusting sy selftoets uitgevoer het, moet dit soortgelyk lyk aan wat in Figuur 2 (in hierdie stap) getoon word
Deel 4 van 8: Stel die funksiegenerator se frekwensie en amplitude in
Stap 1. Druk die knoppie hieronder “FREQ
Op die funksieopwekker. Die lig bo die knoppie brand. Jou skerm moet soortgelyk aan die figuur in hierdie stap lyk.
Stap 2. Pas die frekwensie aan op die laagste frekwensie wat u wil toets, u beginfrekwensie
Dit kan gedoen word met die groot draaiknop op die funksiegenerator, of met die vier sagte knoppies onder die skerm. Die knoppies gemerk "- val +" verander die syfer onder die wyser, en die "" knoppies beweeg die wyser.
Stap 3. Druk die knoppie hieronder “AMPL
Op die funksieopwekker. Die lig bo die knoppie brand. Jou skerm behoort nou soortgelyk aan figuur 5 te lyk.
Stap 4. Pas die amplitude aan met die spanning wat gespesifiseer is in die laboratoriumprosedure vir die stroombaan wat getoets word, met dieselfde draaiknop of sagte knoppies
Let op dat dit Vpp is, die piek-tot-piek spanning. Die maksimum (positiewe) en minimum (negatiewe) spanning van die golf sal die helfte van die piek-tot-piek spanning wees.
Stap 5. Druk die knoppie “OUTPUT” op die funksiegenerator
Die lig aan die linkerkant van die knoppie word aangeskakel.
Deel 5 van 8: Stel die ossilloskoopvenster in
Stap 1. Druk op die "STANDAARDINSTELLING" -knoppie in die regter boonste hoek van die ossilloskoop
Die skerm moet soortgelyk lyk aan figuur 6. Die golf kan op die skerm verskyn, of dit kan slegs geraas toon. Die volgende stappe bring dit in fokus.
Stap 2. Druk die "AUTOSET" -knoppie in die regter boonste hoek van die ossilloskoop
Die skerm moet soortgelyk lyk aan figuur 7, en die golwe moet in fokus verskyn.
Stap 3. Druk die tweede sagte sleutel van bo af
Dit vertel die ossilloskoop om 'n enkele periode van die golf te vertoon. Jou skerm moet soos die in figuur 7 lyk.
Die sagte sleutel van die ossilloskoop is regs van die skerm
Stap 4. Druk die “MEET” knoppie in die boonste middel van die ossilloskoop
Die standaardmetingskerm word vertoon, soos die in figuur 8.
Stap 5. Druk die boonste sagte sleutel op die ossilloskoop om die eerste meting te kies
Druk die boonste sagte sleutel met die naam "Bron" totdat "CH1" verskyn. Druk die tweede sagte sleutel van bo met die etiket "Tipe" totdat "Freq" vertoon word. Jou skerm moet lyk soos die in figuur 9. Druk op die onderste knoppie om terug te gaan.
Stap 6. Druk die tweede sagte toets van bo af om die tweede meting te kies
Druk die boonste sagte sleutel met die naam "Bron" totdat "CH1" verskyn. Druk die tweede softtoets bo-aan met die etiket "Tipe" totdat "Pk-Pk" vertoon word. Jou skerm moet lyk soos die in figuur 10. Druk op die onderste knoppie om terug te gaan.
Stap 7. Druk die derde softtoets van bo om die derde meting te kies
Druk die boonste sagte sleutel met die naam "Bron" totdat "CH2" verskyn. Druk die tweede sagte sleutel van bo met die etiket "Tipe" totdat "Freq" vertoon word. Jou skerm moet lyk soos die in figuur 11. Druk die laaste sagte sleutel (vyfde van bo) om terug te gaan.
Stap 8. Druk die vierde sagte toets van bo af om die vierde meting te kies
Druk die boonste sagte sleutel met die naam "Bron" totdat "CH2" verskyn. Druk die tweede softtoets bo-aan met die etiket "Tipe" totdat "Pk-Pk" vertoon word. Jou skerm moet lyk soos die in figuur 12. Druk op die onderste knoppie om terug te gaan.
Stap 9. Draai die knop "HORIZONTAL SEC/DIV" 'n bietjie linksom totdat dit een keer klik
U skerm moet nou meer as een periode vertoon, soos die vertoning in figuur 13. Die CH1- en CH2 -frekwensiemetings moet verander van "?" tot die ware lees.
Stap 10. Druk die "CURSOR" knoppie in die boonste middel van die ossilloskoop
Die standaardskerm moet soos die in figuur 14 lyk.
Stap 11. Druk die boonste sagte sleutel langs "Tik" totdat "Tyd" verskyn
Die middel van die regterkolom van die skerm toon die lesings waarin ons belangstel: Δt en ΔV. Hieronder word die lesings vir Cursor 1 en Cursor 2 getoon.
Deel 6 van 8: Maak die werkblad om u data op te neem
Stap 1. Maak Excel oop op u laboratoriumrekenaar en begin 'n nuwe sigblad
Benoem die kolomme "Frekwensie", "Vin", "dV", "Vout", "Vertraging", "Fase" en "Versterking".
Stap 2. Voer onder "Frequency" elke frekwensie in wat u van plan is om te toets (verwys na u laboratoriumprosedures)
Stap 3. Tik onder "Vout" in sel D2 hierdie formule in:
= B2+C2
Stap 4. Druk terug
Die "= B2+C2" word in 'n nul, aangesien ons niks in B2 of C2 ingevoer het nie.
Stap 5. Druk Ctrl+D en keer dan terug
Die formule word van D2 na D3 gekopieer, met Excel wat die formule outomaties verander na "= B3+C3". Hou aan om Ctrl+D in te druk en keer dan terug totdat u die kolom vir elk van u frekwensies vul.
Stap 6. Tik onder "Fase" in sel F2 die volgende formule in:
= 2*pi ()*A2*E2
Stap 7. Druk terug
Druk Ctrl+D en keer dan terug soos u voorheen gedoen het om die kolom te vul.
Stap 8. Tik onder "Gain" in sel G2 die formule in:
= 20*log10 (D2/B2)
Stap 9. Druk terug
Druk Ctrl+D en keer dan terug soos u voorheen gedoen het om die kolom te vul. Ignoreer die foute vir eers.
Stap 10. Stoor hierdie werkblad om as sjabloon te gebruik
U kan dit die volgende keer gebruik as u 'n Bode -plot moet skep, sodat u deel 6 kan oorslaan.
Deel 7 van 8: Kry die data vir die Bode -plot
Stap 1. U ossilloskoop moet vanaf die einde van Deel 5 steeds op die wyser vertoon word
As dit nie die geval is nie, druk die "CURSOR" -knoppie in die boonste middel van die ossilloskoop.
Stap 2. Draai die knop "HORIZONTAL SEC/DIV" om in te zoem op die golf, sodat 'n enkele periode vertoon word
Stap 3. Druk die vierde sagte sleutel van bo af om Cursor 1 te kies
Stap 4. Draai die "multifunksionele" knop aan die bokant van die middel van die ossilloskoop om die wyser te beweeg
Die knop is ongemerk en is net bokant die “PRINT” -knoppie geleë.
Stap 5. Plaas die wyser sodat dit in lyn is met die bokant van die CH1 (boonste, in oranje) golf
Stap 6. Druk die laaste sagte sleutel (vyfde van bo) om Cursor 2 te kies
Stap 7. Draai die "multifunksionele" knop in die middel van die ossilloskoop om die wyser te beweeg
Plaas die wyser sodat dit in lyn is met die bokant van die CH2 (onderste, in blou) golf.
Stap 8. Teken u data op u sigblad aan:
- a. Vin - die spanningslesing onder Cursor 1 (820 mV in die voorbeeld hierbo; teken dit op as 0,820 in u sigblad)
- b. dV - die lesing langs ΔV (20,0 mV in die voorbeeld hierbo; teken dit op as 0.020 in u sigblad)
- c. Vertraging - die lesing langs Δt (160,0 µs in die voorbeeld hierbo; teken dit op as 0,000160 in u sigblad).
Deel 8 van 8: Die skep van die Bode -plot
Stap 1. Vir die Gain -plot:
Voer hier een stap in en klik dan op 1. Kies die kolomme Frequency en Gain.
Stap 2. Klik op "Insert" en soek na die "Scatter Chart" opsie
Stap 3. Klik met die rechtermuisknop op die vertikale as en kies "As opmaak …"
Stap 4. Klik op “Logaritmiese skaal”
Stap 5. Klik met die rechtermuisknop op die horisontale as en kies "As opmaak …"
Stap 6. Klik op “Logaritmiese skaal”
Stap 7. Vir die Fase plot:
Kies die kolomme Frekwensie en Versterking.
Stap 8. Tik hier 'n stap en klik dan op "Insert" en soek na die "Scatter Chart" opsie
Stap 9. Klik met die rechtermuisknop op die horisontale as en kies "As opmaak …"
Stap 10. Klik op "Logaritmiese skaal"
Wenke
-
As die skerm nog steeds raserig of onreëlmatig lyk, moet u die volgende kontroleer:
- Kontroleer of die funksiegeneratoruitset aan is (deel 3, stap 5).
- b. Kontroleer of kabels of verbindings losgeraak het (deel 1, stap 1-4).
- c. Kalibreer u sondes (vra die TA vir instruksies hieroor).
- d. Probeer 'n ander kabel (deel 1, stap 1-4), aangesien die kabel beskadig kan word.
- Let daarop dat hierdie wyserlesings albei is vir die kanaal wat onder 'Bron' gelys word. Let ook daarop dat die verandering van die bronkanaal beide wysers gelyktydig beïnvloed. Die ossilloskoop laat ons nie toe om aan elke kanaal sy eie wyser te gee nie. Moenie Cursor 1 per ongeluk as CH1 en Cursor 2 as CH2 in u laboratoriumdata aanteken nie!
