Bodeov grafikon je grafikon koji opisuje kako kolo reagira na različite frekvencije. To nam govori, na primjer, da pojačalo ima slab bas (niskofrekventni) odziv. Inženjeri koriste ove sheme kako bi bolje razumjeli vlastite dizajne, odabrali komponente za novi dizajn ili utvrdili može li kolo postati nestabilno ako se primijene pogrešne frekvencije.
Koraci
1. dio 8: Proširena definicija
Kao što je ranije spomenuto, Bodeov grafikon je grafikon koji opisuje kako kolo reagira na različite frekvencije. Bodeov grafikon posebno prikazuje pojačanje kola u odnosu na frekvenciju. Zapravo se sastoji od dva grafikona: odziva veličine i odziva faze. Kako bi to ilustrirali, u nastavku je prikazan primjer Bodeovog grafikona:
Pojačanje napona u decibelima definirano je kao:
G_dB = 20*〖dnevnik 10 _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 dobitak bi bio:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Ova oznaka -3 dB je važna jer pokazuje gdje je izlazna snaga kruga (a ne napon!) Točno polovina njegove ulazne snage.
Fazni grafikon opisuje kako različitim frekvencijama treba relativno kratko ili duže vrijeme da putuju kroz krug. Svaka frekvencija sa očitanjem faze od -180º ili –π radijana bit će nestabilna na toj frekvenciji.
Da biste stvorili Bodeovu plohu iz postojećeg kola, testirajte krug s rasponom frekvencija. Ovaj raspon ovisi o aplikaciji pri ruci, poput prijenosa zvuka ili podataka. Stimulirajte ulaz kola jednostavnim sinusnim valom na frekvencijama koje vas zanimaju. Izmjerite ulaz i izlaz osciloskopom i usporedite razliku između njih. Zabilježite ove razlike u proračunskoj tablici, a zatim ih nacrtajte da biste vidjeli konačni Bodeov prikaz. Podaci se po želji mogu ručno tabelirati i iscrtati.
[Ed. Napomena: Neke brojke nedostaju u ovom vodiču. Ako znate što dodati, upotrijebite alat za dodavanje slika da biste prenijeli odgovarajuće slike.]
Dio 2 od 8: Povezivanje opreme
Korak 1. Provjerite jesu li funkcijski generator i osciloskop spojeni na najbližu utičnicu naizmjenične struje
Korak 2. Spojite prvu sondu na konektor “50 Ω OUTPUT” na prednjem donjem desnom kutu generatora funkcija
- a. Priključite crveni pozitivni vod na ulazni priključak vašeg kruga.
- b. Spojite crni negativni vod na stezaljku uzemljenja vašeg kruga.
Korak 3. Spojite drugu sondu na konektor “CH 1” na prednjoj strani osciloskopa
- a. Priključite crveni pozitivni vod na ulazni priključak vašeg kruga.
- b. Spojite crni negativni vod na stezaljku uzemljenja vašeg kruga.
Korak 4. Spojite treću sondu na “CH 2” konektor na prednjoj strani osciloskopa
- a. Priključite crveni pozitivni vod na izlazni priključak vašeg kruga.
- b. Spojite crni negativni vod na stezaljku uzemljenja vašeg kruga, (osim ako laboratorijska TA ne naloži drugačije).
Korak 5. Uvjerite se da kabeli ne vise preko ruba radnog prostora
Korak 6. Dvaput provjerite veze
Trebali bi biti kako je prikazano na slici 1.
Slika 1 - Priključci vaše opreme
3. dio od 8: Uključite opremu
Korak 1. Pritisnite dugme za napajanje (označeno sa "O/I") na gornjoj strani osciloskopa
Korak 2. Pritisnite dugme “POWER” u prednjem gornjem desnom uglu 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 dugme ispod “FREQ
”Na generatoru funkcija. Lampica iznad dugmeta se pali. Vaš ekran 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 točkićem na generatoru funkcija ili s četiri softverske tipke ispod zaslona. Dugmad sa oznakom “- val +” menjaju cifru ispod kursora, a tasteri “” pomeraju kursor.
Korak 3. Pritisnite dugme ispod “AMPL
”Na generatoru funkcija. Lampica iznad dugmeta se pali. Vaš ekran bi 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 funkcijske tipke
Primijetite da je ovo Vpp, napon od vrha do vrha. Maksimalni (pozitivni) i minimalni (negativni) naponi vala bit će pola napona vrha do vrha.
Korak 5. Pritisnite dugme “OUTPUT” na generatoru funkcija
Uključuje se svjetlo lijevo od dugmeta.
5. dio od 8: Postavite prozor osciloskopa
Korak 1. Pritisnite dugme “DEFAULT SETUP” u gornjem desnom uglu osciloskopa
Njegov ekran bi trebao izgledati slično kao na slici 6. Talas se može pojaviti na ekranu ili može prikazivati samo šum. Sljedeći koraci će ga staviti u fokus.
Korak 2. Pritisnite dugme “AUTOSET” u gornjem desnom uglu osciloskopa
Njegov prikaz trebao bi izgledati slično slici 7, a valovi bi se trebali pojaviti u fokusu.
Korak 3. Pritisnite drugi softverski taster odozgo
Ovo govori osciloskopu da prikaže jedan period vala. Vaš ekran bi trebao izgledati kao na slici 7.
Softverski tasteri osciloskopa nalaze se desno od ekrana
Korak 4. Pritisnite dugme “MEASURE” na gornjoj sredini osciloskopa
Prikazat će se zadani zaslon mjerenja, poput onog na slici 8.
Korak 5. Pritisnite gornji softverski taster na osciloskopu da izaberete prvo mjerenje
Pritiskajte gornji softverski taster sa oznakom „Izvor“dok se ne pojavi „CH1“. Pritiskajte drugi softverski taster odozgo označen sa „Type“dok se ne prikaže „Freq“. Vaš ekran bi trebao izgledati kao na slici 9. Pritisnite donji softverski taster za povratak.
Korak 6. Pritisnite drugu softversku tipku odozgo za odabir drugog mjerenja
Pritiskajte gornji softverski taster sa oznakom „Izvor“dok se ne pojavi „CH1“. Pritiskajte drugi softverski taster odozgo označen sa „Type“dok se ne prikaže „Pk-Pk“. Vaš ekran bi trebao izgledati kao na slici 10. Pritisnite donji softverski taster za povratak.
Korak 7. Pritisnite treći softverski taster odozgo da biste izabrali treće merenje
Pritiskajte gornji softverski taster sa oznakom „Izvor“dok se ne pojavi „CH2“. Pritiskajte drugi softverski taster odozgo označen sa „Type“dok se ne prikaže „Freq“. Vaš ekran bi trebao izgledati kao na slici 11. Pritisnite zadnji softverski taster (peti odozgo) za povratak.
Korak 8. Pritisnite četvrti softverski taster odozgo da biste izabrali četvrto merenje
Pritiskajte gornji softverski taster sa oznakom „Izvor“dok se ne pojavi „CH2“. Pritiskajte drugi softverski taster odozgo označen sa „Type“dok se ne prikaže „Pk-Pk“. Vaš ekran bi trebao izgledati kao na slici 12. Pritisnite donji softverski taster za povratak.
Korak 9. Okrenite dugme “HORIZONTAL SEC/DIV” malo u smjeru suprotnom od kazaljke na satu dok jednom ne klikne
Vaš zaslon bi sada trebao prikazivati više od jedne točke, poput prikaza na slici 13. Mjerenja frekvencije CH1 i CH2 trebala bi se promijeniti iz “?” do pravog čitanja.
Korak 10. Pritisnite dugme “KURSOR” na gornjoj sredini osciloskopa
Zadani ekran trebao bi izgledati kao na slici 14.
Korak 11. Pritiskajte gornji softverski taster pored “Type” dok se ne prikaže “Time”
Sredina desne kolone ekrana prikazuje nam očitanja koja nas zanimaju: Δt i ΔV. Ispod toga su prikazana očitanja za kursor 1 i kursor 2.
Dio 6 od 8: Kreiranje radnog lista za snimanje vaših podataka
Korak 1. Na laboratorijskom računaru otvorite Excel i pokrenite novu proračunsku tablicu
Označite stupce "Frekvencija", "Vin", "dV", "Vout", "Kašnjenje", "Faza" i "Pojačanje".
Korak 2. Ispod „Frekvencija“unesite svaku frekvenciju koju planirate testirati (pogledajte procedure u laboratoriji)
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 popunite kolonu za svaku svoju frekvenciju.
Korak 6. Ispod „Faza“u ćeliji F2 unesite ovu formulu:
= 2*pi ()*A2*E2
Korak 7. Pritisnite Return
Pritisnite Ctrl+D, a zatim se vratite kao što ste učinili prije da popunite kolonu.
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 što ste učinili prije da popunite kolonu. Zanemarite greške za sada.
Korak 10. Sačuvajte ovaj radni list za upotrebu kao predložak
Možete ga koristiti sljedeći put kada trebate stvoriti Bode zaplet, dopuštajući vam da preskočite 6. dio.
Dio 7 od 8: Dobijanje podataka za Bodeovu plohu
Korak 1. Vaš osciloskop bi i dalje trebao biti na ekranu kursora od kraja 5. dijela
Ako nije, pritisnite tipku "KURSOR" na gornjoj sredini osciloskopa.
Korak 2. Okrenite dugme “HORIZONTAL SEC/DIV” da biste uvećali talas, tako da se prikaže jedna tačka
Korak 3. Pritisnite četvrti softverski taster odozgo da izaberete kursor 1
Korak 4. Okrenite “multifunkcionalno” dugme koje se nalazi na sredini osciloskopa da biste pomerili kursor
Dugme je neoznačeno i nalazi se neposredno iznad dugmeta „PRINT“.
Korak 5. Postavite kursor tako da se poravna sa samim vrhom talasa CH1 (gornji, u narandžastoj boji)
Korak 6. Pritisnite zadnji softverski taster (peti odozgo) za izbor kursora 2
Korak 7. Okrenite “multifunkcionalnu” tipku koja se nalazi na vrhu osciloskopa kako biste pomaknuli kursor
Postavite kursor tako da se poravna sa samim vrhom CH2 (donji, plavi) talas.
Korak 8. Zabilježite svoje podatke u proračunsku tablicu:
- a. Vin - očitanje napona ispod kursora 1 (820 mV u gornjem primjeru; zabilježite ovo kao 0,820 u tabeli)
- b. dV - očitanje pored ΔV (20,0 mV u gornjem primjeru; zabilježite ovo kao 0,020 u tabeli)
- c. Odgoda - očitanje pored Δt (160,0 µs u gornjem primjeru; zabilježite ovo kao 0,000160 u vašoj tablici).
8. dio od 8.: Kreiranje Bodeovog zapleta
Korak 1. Za parcelu Gain:
Ovdje unesite jedan korak, a zatim kliknite 1. Odaberite stupce Frekvencija i Pojačanje.
Korak 2. Pritisnite “Insert” i potražite opciju “Scatter Chart”
Korak 3. Desnom tipkom miša kliknite okomitu os i odaberite "Oblikovanje osi …"
Korak 4. Kliknite na „Logaritamska skala“
Korak 5. Desnom tipkom miša kliknite vodoravnu os i odaberite "Oblikovanje osi …"
Korak 6. Kliknite “Logaritamska skala”
Korak 7. Za fazni nacrt:
Odaberite stupce Frekvencija i Pojačanje.
Korak 8. Unesite jedan korak ovdje, a zatim kliknite „Umetni“i potražite opciju „Raspršivi grafikon“
Korak 9. Desnom tipkom miša kliknite vodoravnu os i odaberite "Oblikovanje osi …"
Korak 10. Kliknite na “Logaritamska skala”
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 da li su neki kablovi ili spojevi otpušteni (dio 1, koraci 1-4).
- c. Kalibrirajte svoje sonde (pitajte TA za upute o ovome).
- d. Probajte drugi kabel (dio 1, koraci 1-4) jer se kabel može oštetiti.
- Imajte na umu da se ova očitanja kursora odnose na kanal naveden pod "Izvor". Također imajte na umu da promjena izvornog kanala utječe na oba kursora istovremeno. Osciloskop nam ne dopušta da svakom kanalu damo svoj kursor. Nemojte slučajno zabilježiti kursor 1 kao CH1 i kursor 2 kao CH2 u vašim laboratorijskim podacima!
