Графикът на Боде е графика, която описва как веригата реагира на различни честоти. Това ни казва например, че усилвателят има лоша басова (нискочестотна) характеристика. Инженерите използват тези графики, за да разберат по -добре собствените си проекти, да изберат компоненти за нов дизайн или да определят дали веригата може да стане нестабилна, когато се прилагат грешни честоти.
Стъпки
Част 1 от 8: Разширено определение
Както бе споменато по -рано, графикът на Боде е графика, която описва как веригата реагира на различни честоти. Графикът на Боде показва конкретно печалбата на веригата по отношение на честотата. Всъщност се състои от две графики: амплитудна характеристика и фазова реакция. За да илюстрира това, по -долу е показан примерен график на Боде:
Усилването на напрежението в децибели се дефинира като:
G_dB = 20*〖дневник〗 _10 (Vout/Vin).
Положителното усилване означава усилване, а отрицателното усилване показва затихване. Така че, ако една верига има Vout от 1 волта и Vin от √2 волта (спад на напрежението), нейното усилване ще бъде:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Този знак -3 dB е важен, тъй като показва къде изходната мощност на веригата (а не напрежението!) Е точно половината от нейната входна мощност.
Фазовият график описва как различните честоти отнемат относително по -кратко или по -дълго време, за да преминат през веригата. Всяка честота с фазово отчитане -180º или –π радиани ще бъде нестабилна при тази честота.
За да създадете график на Боде от съществуваща верига, тествайте веригата с диапазон от честоти. Този диапазон зависи от наличното приложение, като аудио или предаване на данни. Стимулирайте входа на веригата с обикновена синусоида на честотите, които ви интересуват. Измерете входа и изхода с осцилоскоп и сравнете разликата между двете. Запишете тези разлики в електронна таблица, след това ги начертайте, за да видите последния график на Боде. Вместо това данните могат да бъдат таблични и нанесени на ръка, ако желаете.
[Изд. забележка: Някои от фигурите липсват в този урок. Ако знаете какво да добавите, използвайте инструмента за добавяне на изображения, за да качите съответните фигури.]
Част 2 от 8: Свързване на оборудването
Стъпка 1. Проверете дали функционалният генератор и осцилоскопът са свързани към най -близкия AC контакт
Стъпка 2. Свържете първата сонда към конектора “50 Ω OUTPUT” в предния долен десен ъгъл на функционалния генератор
- а. Свържете червения положителен проводник към входния терминал на вашата верига.
- б. Свържете черния отрицателен проводник към заземяващата клема на вашата верига.
Стъпка 3. Свържете втората сонда към конектора “CH 1” отпред на осцилоскопа
- а. Свържете червения положителен проводник към входния терминал на вашата верига.
- б. Свържете черния отрицателен проводник към заземяващата клема на вашата верига.
Стъпка 4. Свържете третата сонда към конектора “CH 2” отпред на осцилоскопа
- а. Свържете червения положителен проводник към изходния терминал на вашата верига.
- б. Свържете черния отрицателен проводник към заземяващия извод на вашата верига, (освен ако не е указано друго от лабораторията TA).
Стъпка 5. Уверете се, че кабелите не висят над ръба на работното пространство
Стъпка 6. Проверете отново връзките
Те трябва да са както е показано на фигура 1.
Фигура 1 - Връзките на вашето оборудване
Част 3 от 8: Включете оборудването
Стъпка 1. Натиснете бутона за захранване (означен с „O/I“) от горната страна на осцилоскопа
Стъпка 2. Натиснете бутона „POWER“в предния горен десен ъгъл на функционалния генератор
Стъпка 3. След като оборудването извърши своя самодиагностика, то трябва да изглежда подобно на това, което е показано на Фигура 2 (показано в тази стъпка)
Част 4 от 8: Задайте честотата и амплитудата на генератора на функции
Стъпка 1. Натиснете бутона под „FREQ
”На генератора на функции. Светлината над бутона се включва. Вашият екран трябва да изглежда подобно на фигурата, показана в тази стъпка.
Стъпка 2. Настройте честотата до най -ниската честота, която искате да тествате, вашата начална честота
Това може да стане с големия циферблат на функционалния генератор или с четирите софтуерни клавиша под дисплея. Бутоните с маркировка “- val +” променят цифрата под курсора, а бутоните “” преместват курсора.
Стъпка 3. Натиснете бутона под „AMPL
”На генератора на функции. Светлината над бутона се включва. Сега екранът ви трябва да изглежда подобен на Фигура 5.
Стъпка 4. Регулирайте амплитудата до напрежението, посочено в лабораторната процедура за веригата, която се тества, като използвате същия циферблат или екранни бутони
Забележете, че това е Vpp, пиковото към пиково напрежение. Максималното (положително) и минималното (отрицателно) напрежение на вълната ще бъде наполовина пиковото към пиково напрежение.
Стъпка 5. Натиснете бутона „OUTPUT“на функционалния генератор
Светлината вляво от бутона се включва.
Част 5 от 8: Настройте прозореца на осцилоскопа
Стъпка 1. Натиснете бутона „DEFAULT SETUP“в горния десен ъгъл на осцилоскопа
Дисплеят му трябва да изглежда подобен на Фигура 6. Вълната може да се появи на дисплея или да показва само шум. Следващите стъпки ще го фокусират.
Стъпка 2. Натиснете бутона „AUTOSET“в горния десен ъгъл на осцилоскопа
Дисплеят му трябва да изглежда подобен на Фигура 7, а вълните трябва да се появяват на фокус.
Стъпка 3. Натиснете втория екранен бутон отгоре
Това казва на осцилоскопа да показва един период от вълната. Дисплеят ви трябва да изглежда като този на фигура 7.
Екранните бутони на осцилоскопа са разположени вдясно от дисплея
Стъпка 4. Натиснете бутона „MEASURE“в горната средна част на осцилоскопа
Ще се покаже екранът за измерване по подразбиране, като този на фигура 8.
Стъпка 5. Натиснете горния мек бутон на осцилоскопа, за да изберете първото измерване
Натискайте горния екранен бутон с надпис „Source“, докато се покаже „CH1“. Натиснете втория екранен бутон отгоре с надпис „Type“, докато се покаже „Freq“. Дисплеят ви трябва да изглежда като този на Фигура 9. Натиснете долния екранен бутон, за да се върнете.
Стъпка 6. Натиснете втория екранен бутон отгоре, за да изберете второто измерване
Натискайте горния екранен бутон с надпис „Source“, докато се покаже „CH1“. Натиснете втория екранен бутон отгоре с надпис „Тип“, докато се покаже „Pk-Pk“. Дисплеят ви трябва да изглежда като този на фигура 10. Натиснете долния екранен бутон, за да се върнете.
Стъпка 7. Натиснете третия екранен бутон отгоре, за да изберете третото измерване
Натискайте горния софтуерен бутон с надпис „Source“, докато се покаже „CH2“. Натиснете втория екранен бутон отгоре с надпис „Type“, докато се покаже „Freq“. Дисплеят ви трябва да изглежда като този на фигура 11. Натиснете последния софтуерен бутон (пети отгоре), за да се върнете назад.
Стъпка 8. Натиснете четвъртия екранен бутон отгоре, за да изберете четвъртото измерване
Натискайте горния екранен бутон с надпис „Source“, докато се покаже „CH2“. Натиснете втория екранен бутон отгоре с надпис „Тип“, докато се покаже „Pk-Pk“. Дисплеят ви трябва да изглежда като този на Фигура 12. Натиснете долния екранен бутон, за да се върнете.
Стъпка 9. Завъртете малко копчето „HORIZONTAL SEC/DIV“обратно на часовниковата стрелка, докато щракне веднъж
Вашият дисплей сега трябва да показва повече от един период, като дисплея на фигура 13. Измерванията на честотите CH1 и CH2 трябва да се променят от „?“към истинския прочит.
Стъпка 10. Натиснете бутона „CURSOR“в горната средна част на осцилоскопа
Екранът по подразбиране трябва да изглежда като този на Фигура 14.
Стъпка 11. Натиснете горния софтуерен бутон до „Тип“, докато се посочи „Време“
В средата на дясната колона на екрана ни показва показанията, които ни интересуват: Δt и ΔV. Под това са показани показанията за курсор 1 и курсор 2.
Част 6 от 8: Създаване на работен лист за записване на вашите данни
Стъпка 1. На вашия лабораторен компютър отворете Excel и стартирайте нова електронна таблица
Поставете етикет на колоните „Честота“, „Vin“, „dV“, „Vout“, „Закъснение“, „Фаза“и „Усилване“.
Стъпка 2. Под „Честота“въведете всяка честота, която планирате да тествате (вижте вашите лабораторни процедури)
Стъпка 3. Под „Vout“в клетка D2 въведете тази формула:
= B2+C2
Стъпка 4. Натиснете връщане
„= B2+C2“се превръща в нула, тъй като не сме въвели нищо в B2 или C2.
Стъпка 5. Натиснете Ctrl+D, след това се върнете
Формулата се копира от D2 в D3, като Excel автоматично променя формулата си в „= B3+C3“. Продължете да натискате Ctrl+D и след това да се върнете, докато не попълните колоната за всяка от вашите честоти.
Стъпка 6. Под „Фаза“в клетка F2 въведете тази формула:
= 2*pi ()*A2*E2
Стъпка 7. Натиснете връщане
Натиснете Ctrl+D, след това се върнете както преди, за да попълните колоната.
Стъпка 8. Под „Gain“в клетка G2 въведете тази формула:
= 20*log10 (D2/B2)
Стъпка 9. Натиснете връщане
Натиснете Ctrl+D, след това се върнете както преди, за да попълните колоната. Игнорирайте грешките засега.
Стъпка 10. Запазете този работен лист, за да го използвате като шаблон
Можете да го използвате следващия път, когато трябва да създадете график на Bode, което ви позволява да пропуснете част 6.
Част 7 от 8: Получаване на данни за графиката на Боде
Стъпка 1. Вашият осцилоскоп все още трябва да е на дисплея на курсора от края на част 5
Ако не е, натиснете бутона „КУРСОР“в горната част на осцилоскопа.
Стъпка 2. Завъртете копчето „HORIZONTAL SEC/DIV“, за да увеличите мащаба на вълната, така че да се покаже единичен период
Стъпка 3. Натиснете четвъртия екранен бутон отгоре, за да изберете Курсор 1
Стъпка 4. Завъртете копчето „многофункционално“, разположено в центъра на осцилоскопа, за да преместите курсора
Копчето е без етикет и се намира точно над бутона „PRINT“.
Стъпка 5. Позиционирайте курсора така, че да се подравнява с върха на вълната CH1 (горна, в оранжево)
Стъпка 6. Натиснете последния софтуерен бутон (пети отгоре), за да изберете Курсор 2
Стъпка 7. Завъртете копчето „многофункционален“, разположено в центъра на осцилоскопа, за да преместите курсора
Поставете курсора така, че да се подравнява с върха на вълната CH2 (долна, в синьо).
Стъпка 8. Запишете данните си в електронната си таблица:
- а. Vin - отчитането на напрежението под курсор 1 (820 mV в горния пример; запишете това като 0.820 във вашата електронна таблица)
- б. dV - показанието до ΔV (20,0 mV в горния пример; запишете това като 0,020 във вашата електронна таблица)
- ° С. Забавяне - отчитането до Δt (160,0 µs в горния пример; запишете това като 0,000160 във вашата електронна таблица).
Част 8 от 8: Създаване на сюжет на Боде
Стъпка 1. За печалбата:
Въведете една стъпка тук и след това щракнете върху 1. Изберете колоните Честота и Усилване.
Стъпка 2. Щракнете върху „Вмъкване“и потърсете опцията „Скатер диаграма“
Стъпка 3. Щракнете с десния бутон върху вертикалната ос и изберете „Форматиране на ос …“
Стъпка 4. Кликнете върху „Логаритмична скала“
Стъпка 5. Щракнете с десния бутон върху хоризонталната ос и изберете „Форматиране на ос …“
Стъпка 6. Кликнете върху „Логаритмична скала“
Стъпка 7. За фазовия график:
Изберете колоните Честота и Усилване.
Стъпка 8. Въведете една стъпка тук и след това щракнете върху „Вмъкване“и потърсете опцията „Скатер диаграма“
Стъпка 9. Щракнете с десния бутон върху хоризонталната ос и изберете „Форматиране на ос …“
Стъпка 10. Щракнете върху „Логаритмична скала“
Съвети
-
Ако дисплеят все още изглежда шумен или непостоянен, проверете следното:
- а) Проверете дали изходът на генератора на функции е включен (част 3, стъпка 5).
- б. Проверете дали няма разхлабени кабели или връзки (част 1, стъпки 1-4).
- в. Калибрирайте вашите сонди (попитайте ТА за инструкции по този въпрос).
- d. Опитайте друг кабел (част 1, стъпки 1-4), тъй като кабелът може да се повреди.
- Обърнете внимание, че тези показания на курсора са за канала, посочен в „Източник“. Също така имайте предвид, че промяната на канала източник засяга и двата курсора едновременно. Осцилоскопът не ни позволява да дадем на всеки канал собствен курсор. Не записвайте случайно Курсор 1 като CH1 и Курсор 2 като CH2 във вашите лабораторни данни!
