10. Badanie generatorów

bdquoProjekt wspoacutełfinansowanyze środkoacutew Europejskiego Fuduszu Społecznegordquo

MINISTERSTWO EDUKACJI NARODOWEJ

Bogumiła Maj Badanie generatoroacutew 311[07]Z103 Poradnik dla ucznia Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006

bdquoProjekt wspoacutełfinansowany ze środkoacutew Europejskiego Funduszu Społecznegordquo 1

Recenzenci mgr inż Anna Niczyporuk mgr inż Anna Kłębowska Opracowanie redakcyjne mgr inż Danuta Pawełczyk Konsultacja mgr inż Gabriela Poloczek Korekta mgr inż Urszula Ran Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[07]Z103 bdquoBadanie generatoroacutewrdquo ndash zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik elektronik

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006


SPIS TREŚCI 1 Wprowadzenie 3 2 Wymagania wstępne 5 3 Cele kształcenia 6 4 Materiał nauczania 7 41 Generatory LC 7

411 Materiał nauczania 7 412 Pytania sprawdzające 11 413 Ćwiczenia 11 414 Sprawdzian postępoacutew 15

42 Generatory RC 16 421 Materiał nauczania 16 422 Pytania sprawdzające 18 423 Ćwiczenia 18 424 Sprawdzian postępoacutew 20

43 Generatory piezoelektryczne 21 431 Materiał nauczania 21 432 Pytania sprawdzające 22 433 Ćwiczenia 22 434 Sprawdzian postępoacutew 24

44 Generatory przebiegoacutew niesinusoidalnych 25 441 Materiał nauczania 25 442 Pytania sprawdzające 33 443 Ćwiczenia 33 444 Sprawdzian postępoacutew 36

45 Generatory uniwersalne 37 451 Materiał nauczania 37 452 Pytania sprawdzające 38 453 Ćwiczenia 39 454 Sprawdzian postępoacutew 40

5 Sprawdzian osiągnięć 41 6 Literatura 46


1 WPROWADZENIE Jednostka modułowa 311[07]Z103 - bdquoBadanie generatoroacutewrdquo ktoacuterej treść teraz poznasz jest jedną z jednostek poszerzających jednostkę modułową ogoacutelnozawodową - 311[07]0201- Montowanie układoacutew analogowych i pomiary ich parametroacutew i umożliwia wraz z pozostałymi jednostkami modułu zawodowego 311[07]Z1- bdquoBadanie układoacutew analogowychrdquo ukształtowanie umiejętności montowania podstawowych układoacutew analogowych pomiaroacutew ich parametroacutew i sporządzania charakterystyk

Poradnik będzie Ci pomocny w przyswajaniu wiedzy o budowie i zasadzie działania generatoroacutew napięć sinusoidalnych prostokątnych troacutejkątnych oraz sposobach ich badania Poradnik ten zawiera minus wymagania wstępne czyli wykaz niezbędnych umiejętności i wiadomości ktoacutere

powinieneś mieć opanowane aby przystąpić do realizacji tej jednostki modułowej minus cele kształcenia tej jednostki modułowej minus materiał nauczania ktoacutery umożliwia samodzielne przygotowanie się do wykonania

ćwiczeń i zaliczenia sprawdzianoacutew Wykorzystaj do poszerzenia wiedzy wskazaną literaturę oraz inne źroacutedła informacji

minus zestaw ćwiczeń do każdej partii materiału ktoacutere zawierają minus pytania sprawdzające wiedzę potrzebną do wykonania ćwiczenia minus wykaz materiałoacutew i sprzętoacutew potrzebnych do realizacji ćwiczenia minus sprawdzian postępoacutew Wykonując sprawdzian postępoacutew powinieneś odpowiadać na pytanie tak lub nie co oznacza że opanowałeś materiał albo nie Jeżeli masz trudności ze zrozumieniem tematu lub ćwiczenia to poproś nauczyciela lub instruktora o wyjaśnienie i ewentualne sprawdzenie czy dobrze wykonujesz daną czynność Po przerobieniu materiału sproacutebuj zaliczyć sprawdzian z zakresu jednostki modułowej

minus przykładowy zestaw zadań sprawdzających Twoje opanowanie wiedzy i umiejętności z zakresu całej jednostki Zaliczenie tego sprawdzianu jest dowodem osiągnięcia umiejętności praktycznych określonych w tej jednostce modułowej

Bezpieczeństwo i higiena pracy

W czasie pobytu w pracowni musisz przestrzegać regulaminoacutew przepisoacutew bhp i higieny

pracy oraz instrukcji przeciwpożarowych wynikających z rodzaju wykonywanych prac Przepisy te poznałeś już częściowo podczas trwania nauki a częściowo poznasz w trakcie realizacji tej jednostki


Schemat układu jednostek modułowych w module bdquoBadanie układoacutew analogowychrdquo

311[07]Z1 BADANIE UKŁADOacuteW

ANALOGOWYCH

311[07]Z101 Badanie wzmacniaczy

tranzystorowych

311[07]Z102 Badanie liniowych układoacutew

scalonych

311[07]Z103 Badanie generatoroacutew

311[07]Z104 Badanie zasilaczy


2WYMAGANIA WSTĘPNE

Przed przystąpieniem do realizacji jednostki modułowej bdquoBadanie generatoroacutewrdquo powinieneś umieć minus wyjaśniać pojęcia dodatnie sprzężenie zwrotne niestabilność wzmacniacza minus wyjaśniać zasady działania wzmacniaczy obwodoacutew rezonansowych elementoacutew minus piezoelektrycznych minus określać parametry charakteryzujące przebieg sinusoidalny minus klasyfikować generatory ze względu na kształt generowanego sygnału minus klasyfikować generatory ze względu na zasadę działania minus określać podstawowe parametry generatoroacutew minus obserwować i interpretować przebiegi sygnałoacutew wyjściowych generatoroacutew na minus oscyloskopie minus określać parametry tych przebiegoacutew minus stosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pomiaroacutew elektrycznych


3 CELE KSZTAŁCENIA Po zrealizowaniu procesu kształcenia będziesz umieć

minus przeanalizować działanie generatoroacutew na podstawie schematoacutew ideowych minus scharakteryzować rolę poszczegoacutelnych elementoacutew w układach generatoroacutew

oraz określić ich wpływ na parametry generatoroacutew minus obliczyć oraz oszacować wartości napięć i prądoacutew składowych stałych w układach

generatoroacutew minus oszacować parametry przebiegoacutew czasowych składowych zmiennych w układach

generatoroacutew minus zmierzyć parametry generatoroacutew minus zastosować przepisy bezpieczeństwa i higieny pracy podczas pomiaroacutew elektrycznych minus przeanalizować działanie generatoroacutew na podstawie wynikoacutew uzyskanych

z pomiaroacutew minus zlokalizować uszkodzenia w układach generatoroacutew elektronicznych oraz usuwać je minus zmontować i uruchomić generatory elektroniczne minus skorzystać z roacuteżnych źroacutedeł informacji


4 MATERIAŁ NAUCZANIA 41 Generatory LC 411 Materiał nauczania Wprowadzenie Generatory są układami wytwarzającymi przebiegi elektryczne o określonym kształcie Ze względu na kształt przebiegu możemy je podzielić na minus generatory przebiegoacutew sinusoidalnych minus generatory przebiegoacutew niesinusoidalnych (np prostokątnych piłokształtnych ) Układy generatoroacutew elektronicznych mogą wykorzystywać do podtrzymania drgań dodatnie sprzężenie zwrotne lub element o ujemnej rezystancji

Rys 1 Ilustracja działania generatoroacutew elektronicznych a) z ujemną rezystancją b) ze sprzężeniem zwrotnym [1 s 252]

Aby możliwa była generacja drgań w układach sprzężeniowych muszą być roacutewnocześnie spełnione 2 warunki warunek amplitudy Kumiddotβu=1 oraz warunek fazy φu+ ψu = 0 + nmiddot360deg a w układach z ujemną rezystancją musi ona skompensować straty mocy w układzie W generatorach przebiegoacutew sinusoidalnych częstotliwość drgań jest określona parametrami układu biernego pobudzanego do drgań ktoacuterym może być minus obwoacuted rezonansowy LC minus element wykonujący drgania mechaniczne np element piezoelektryczny minus filtr pasmowy RC Podstawowe parametry generatoroacutew sinusoidalnych to minus częstotliwość generowanego przebiegu minus zakres i charakter przestrajania generatora minus długo i kroacutetkoterminowa stałość częstotliwości generowanego przebiegu minus wspoacutełczynnik zawartości harmonicznych minus wspoacutełczynnik zniekształceń całkowitych

Generatory przebiegoacutew prostokątnych realizowane są w układach przerzutnikoacutew zbudowanych na tranzystorach scalonych układach liniowych lub bramkach cyfrowych Mogą generować pojedynczy impuls przebieg okresowy lub tylko zmieniać stan wyjścia na przeciwny Podstawowe parametry generatoroacutew sygnałoacutew prostokątnych dotyczą parametroacutew impulsu częstotliwości wytwarzanego przebiegu oraz wspoacutełczynnika wypełnienia Generatory przebiegoacutew piłokształtnych i troacutejkątnych wykorzystują ładowanie i rozładowanie kondensatora lub całkowanie stałego napięcia

Obecnie można roacutewnież wykorzystywać generatory uniwersalne - funkcyjne ktoacutere wytwarzają w jednym rozbudowanym układzie przebiegi o roacuteżnych kształtach Często umożliwiają roacutewnież regulację częstotliwości i amplitudy oraz pozwalają na zmianę parametroacutew generowanego przebiegu sygnałem zewnętrznym (wobulację)


Wymagania w stosunku do generatoroacutew zależą od ich zastosowania np dla generatoroacutew mocy najważniejsze są - sprawność η układu oraz moc wyjściowa Pwy dla generatoroacutew wytwarzających drgania o jednej częstotliwości ndash stałość częstotliwości δf a dla układoacutew wytwarzających przebiegi w określonym zakresie częstotliwości ndash zakres przestrajania αf określony przez minimalną i maksymalną częstotliwość sygnału wyjściowego

Generatory LC

Do budowy generatoroacutew sprzężeniowych LC jako układy sprzężenia zwrotnego stosuje się najczęściej czwoacuterniki typu Π złożone z elementoacutew reaktancyjnych L i C Biorąc pod uwagę konfigurację układu sprzężenia zwrotnego klasyfikuje się je ze względu na rodzaj zastosowanych elementoacutew na układy z dzieloną pojemnością z dzieloną indukcyjnością z transformatorem lub według nazwisk wynalazcoacutew odpowiednio Colpittsa Hartleya Meissnera itd ndash Rys2

Rys2 Schematy blokowe podstawowych układoacutew generatoroacutew LC a) Hartleya b) Colpittsa c) Meissnera strojony w obwodzie wyjściowym d) Meissnera strojony w obwodzie wejściowym [3s172] W generatorach sprzężeniowych celowo wprowadzone jest dodatnie sprzężenie zwrotne dla uzyskania drgań elektrycznych przy wyroacuteżnionej częstotliwości (co było zjawiskiem niekorzystnym we wzmacniaczach ) Wszystkie te generatory muszą spełniać warunki generacji drgań tzn warunek amplitudy Kumiddotβu=1 i warunek fazy φu+ ψu = 0 + nmiddot360deg gdzie Ku ndash wzmocnienie wzmacniacza

βu ndash wzmocnienie czwoacuternika sprzężenia zwrotnego φu ψu ndash przesunięcia fazowe odpowiednio wzmacniacza i czwoacuternika sprzężenia zwrotnego

Oznacza to że element czynny układu (tranzystor układ scalony) musi zapewnić odpowiednie wzmocnienie aby utrzymywać stałą amplitudę drgań a łącznie z czwoacuternikiem sprzężenia zwrotnego muszą utrzymywać wymagane przesunięcie fazowe


sygnału wyjściowego w stosunku do wejściowego Prawidłowe działanie generatora wymaga automatycznej stabilizacji warunkoacutew jego pracy co jest możliwe dzięki ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu pełniącemu podobną rolę jak we wzmacniaczach Przykładowe rozwiązania układowe z wydzielonym czwoacuternikiem sprzężenia zwrotnego przedstawia Rys3 a) b)

Rys3 Schematy układoacutew generatoroacutew LC a) Hartleya b) Colpittsa [ 4s33] Wartości pojemności i indukcyjności obwodoacutew sprzężenia określają częstotliwość drgań generatoroacutew dla generatora Hartleya LZ= L1 + L2 CZ=C12 dla generatora Colpitsa CZ= C1C2( C1+C2) LZ=L12

Prawidłowe działanie generatora wymaga utrzymywania stałego punktu pracy tranzystora co jest możliwe dzięki elementom polaryzacyjnym i ujemnemu sprzężeniu zwrotnemu dodatkowo stosuje się dławiki lub rezystory odseparowujące obwoacuted zasilania od obwodu sygnału generowanego W układach rzeczywistych częstotliwość drgań roacuteżni się od obliczonej na podstawie powyższego wzoru głoacutewnie z następujących powodoacutew minus wpływu temperatury na parametry L i C oraz na wzmocnienie tranzystora minus istnienia reaktancji pasożytniczych elementoacutew wzmacniających i elementoacutew obwodu

rezonansowego minus starzenia się elementoacutew minus zmiany wartości napięć zasilających minus zmiany energii pobieranej z generatora (zmiany obciążenia) minus wpływoacutew mechanicznych atmosferycznych szumoacutew i zakłoacuteceń zewnętrznych Wrażliwość generatoroacutew na czynniki destabilizujące zależy od dobroci obwodu rezonansowego

Schematy ideowe i podstawowe parametry wybranych generatoroacutew zrealizowanych na tranzystorach bipolarnych i unipolarnych przedstawia Rys4

[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=


Rys4 Podstawowe generatory LC drgań sinusoidalnych [ 1 s255]


412 Pytania sprawdzające

Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczenia 1 Jakie są warunki wzbudzenia drgań w sprzężeniowych generatorach LC 2 Jaką rolę w układzie generatoroacutew LC spełniają a) element wzmacniający b) obwoacuted

rezonansowy c) dodatnie sprzężenie zwrotne d) źroacutedło zasilania 3 Jakie są podstawowe parametry generatoroacutew LC 4 Jakie czynniki wpływają na wartość częstotliwości generowanego przebiegu 5 Czym roacuteżni się generator Hartleya od generatora Colpitsa i od generatora Meissnera 6 W jaki sposoacuteb stabilizowana jest amplituda drgań w układach generatoroacutew LC 7 Jakie są podstawowe parametry generatoroacutew LC dużej mocy i czym roacuteżnią się ich

schematy od schematoacutew generatoroacutew małej mocy 8 Gdzie są stosowane generatory małej mocy a jakie zastosowania mają generatory dużej

mocy 413 Ćwiczenia Badanie generatoroacutew LC obejmuje najczęściej pomiary - punktu pracy tranzystora pracującego jako element wzmacniający - napięcia wyjściowego w funkcji wspoacutełczynnika sprzężenia zwrotnego i obciążenia - wyznaczanie zakresu przestrajania - stałości częstotliwości - stałości amplitudy - zniekształceń nieliniowych Ćwiczenie 1

Pomiar punktu pracy tranzystora w generatorze LC

Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Uwaga Przed włączeniem zasilania poproś nauczyciela o sprawdzenie układu

pomiarowego Aby wykonać ćwiczenie powinieneś

1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew LC 2) zaproponować układ pomiarowy i po sprawdzeniu przez nauczyciela połączyć go 3) wyznaczyć punkt pracy tranzystora w badanym układzie pomiarowym mierząc napięcia

na zaciskach tranzystora UB UC i UE oraz prądy IB i IC Pomiaru napięć dokonuje się mierząc napięcie pomiędzy danym zaciskiem tranzystora a masą Pomiaru prądoacutew dokonuje się mierząc prądy w obwodach bazy (IB) i kolektora (IC) Pomiar napięć w punkcie pracy a) włączyć woltomierze napięcia stałego pomiędzy bazę tranzystora a masę (UB)

kolektor a masę (UC) i emiter a masę (UE) układu b) dokonać pomiaroacutew i umieścić wyniki w tabeli pomiarowej napięcie UCE obliczyć

korzystając ze wzoru UCE=UC-UE Pomiar prądoacutew w punkcie pracy c) włączyć mikroamperomierz w obwoacuted bazy oraz miliamperomierz pomiędzy kolektor

tranzystora a rezystor kolektorowy d) dokonać pomiaroacutew i umieścić wyniki w tabeli pomiarowej


Tabela Wyniki pomiaroacutew punktu pracy tranzystora UB [V] UC [V] UE [V] UCE [V] IB [uA] IC [mA] RP1 RP2 RP3 4) powtoacuterzyć pomiary dla dwoacutech innych nastaw potencjometru P1 w obwodzie bazy

(regulacja prądu bazy) 5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 6) sformułować na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew wnioski dotyczące punktu pracy

tranzystora

Wyposażenie stanowiska pracy ndash makiety (trenażery) z układami generatoroacutew LC do pomiaru ich parametroacutew

i wyznaczania charakterystyk ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne zasilacze laboratoryjne

stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6 Ćwiczenie 2

Pomiar zakresu przestrajania generatoroacutew LC Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Pomiar polega na sprawdzeniu wpływu zmian pojemności C w obwodzie rezonansowym

LC generatoroacutew Colpittsa Hartleyrsquoa Clappa na częstotliwość generowanego przebiegu Uwaga Przed włączeniem zasilania poproś nauczyciela o sprawdzenie układu


1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew LC 2) zaproponować i po sprawdzeniu przez nauczyciela zmontować układ pomiarowy 3) przeprowadzić regulację pojemności obwodu sprzężenia C od wartości minimalnej do

maksymalnej obserwując przebiegi na oscyloskopie 4) zmierzyć częstotliwościomierzem lub określić na podstawie przebiegoacutew z

oscyloskopu wartość częstotliwości sygnału wyjściowego dla wartości minimalnej C0

wynik zapisać w tabeli pomiarowej 5) zmieniać pojemność kondensatora C od wartości minimalnej do maksymalnej

wykonując co najmniej 10 pomiaroacutew częstotliwości wyniki zapisać w tabeli pomiarowej

Tabela Pomiar zakresu przestrajania generatora LC C [μF ] f [Hz]

6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 7) sformułować wnioski na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew



i wyznaczania charakterystyk ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstotliwościomierz zasilacze laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6 Ćwiczenie 3

Badanie stałości amplitudy sygnału wyjściowego w funkcji częstotliwości f w generatorze LC

Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Pomiar polega na sprawdzeniu wpływu zmian częstotliwości wybranych generatoroacutew na

amplitudę napięcia wyjściowego Uwaga Przed włączeniem zasilania poproś nauczyciela o sprawdzenie układu

pomiarowego

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew LC 2) zaproponować i po akceptacji nauczyciela zmontować układ pomiarowy włączając do

zaciskoacutew wyjściowych układu częstościomierz i woltomierz napięcia przemiennego 3) zmierzyć wartość amplitudy sygnału wyjściowego zmieniając wartość częstotliwości

generatora w pełnym zakresie przestrajania (od wartości minimalnej do maksymalnej) wyniki zanotować w tabeli pomiarowej

4) wykonać co najmniej 10 pomiaroacutew notując wyniki w tabeli pomiarowej Tabela Badanie stałości amplitudy sygnału generatora w funkcji częstotliwości w generatorze LC

f [kHz] UWY [V]

5) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 6) sformułować wnioski na podstawie uzyskanych wynikoacutew pomiaroacutew


i wyznaczania charakterystyk ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstotliwościomierz zasilacze

laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6 Ćwiczenie 4

Badanie wpływu napięcia zasilającego na stałość amplitudy sygnału wyjściowego w generatorze LC

Sposoacuteb wykonania ćwiczenia


Pomiar polega na sprawdzeniu wpływu zmian napięcia zasilającego UZ od wartości 0 do wartości maksymalnej np 15V na wartość napięcia wyjściowego UWY dla wybranych generatoroacutew

Uwaga Przed włączeniem zasilania poproś nauczyciela o sprawdzenie układu pomiarowego

Aby wykonać ćwiczenie powinieneś

1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew LC 2) zaproponować i po akceptacji nauczyciela zmontować układ pomiarowy włączając do

zaciskoacutew wyjściowych układu częstościomierz i woltomierz napięcia przemiennego a do zaciskoacutew zasilacza woltomierz napięcia stałego

3) dokonać regulacji napięcia zasilającego UZ od 0 do 15 V zachowując stałe wartości częstotliwości oraz obciążenia przy każdej zmianie notując wartość amplitudy

sygnału wyjściowego w tabeli pomiarowej Tabela Badanie zależności amplitudy sygnału wyjściowego z generatora LC od napięcia zasilania

UZ [V] UWY[V]



i wyznaczania charakterystyk ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstotliwościomierz zasilacze laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6

Ćwiczenie 5

Zaprojektowanie wykonanie i uruchomienie generatora przebiegoacutew sinusoidalnych w układzie Colpittsa

Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Ćwiczenie polega na doborze elementoacutew do generatora mcz o określonej strukturze

z wykorzystaniem tranzystora małej mocy (np BC 107 BC 108 BC 109 BC 147 BC 237 BC 238 BC 239) zmontowaniu układu na płytce uniwersalnej uruchomieniu oraz pomiarze parametroacutew uzyskanego przebiegu


Aby wykonać ćwiczenie powinieneś 1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew LC 2) określić pożądaną częstotliwość generatora 3) dobrać tranzystor małej mocy do układu generatora odczytać jego parametry (moc

wzmocnienie napięcie przebicia C-E częstotliwość graniczna) z katalogu elementoacutew elektronicznych


4) dobrać elementy obwodu czwoacuternika sprzężenia zwrotnego (L12 C1 C2) oraz pozostałe elementy wzmacniacza rezystory ustalające punkt pracy tranzystora i rezystor sprzężenia zwrotnego ustalić wartość napięcia zasilającego

5) przeprowadzić symulację działania zaprojektowanego układu i określić parametry przebiegu (częstotliwość amplituda sygnału) w razie potrzeby skorygować wartości elementoacutew

6) zmontować zaprojektowany układ na płytce uniwersalnej i po konsultacji z nauczycielem podłączyć zasilanie oraz uruchomić układ

7) dołączyć oscyloskop do wyjścia generatora oraz zaobserwować uzyskany przebieg 8) odczytać okres i amplitudę oraz obliczyć częstotliwość uzyskanego przebiegu

sinusoidalnego 9) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 10) sformułować wnioski na podstawie uzyskanych wynikoacutew pomiaroacutew

Wyposażenie stanowiska pracy ndash elementy elektroniczne tranzystory małej mocy rezystory kondensatory cewki ndash materiały elektroniczne płytka uniwersalna przewody cyna lutownica ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstotliwościomierz zasilacze laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6 414 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie 1) omoacutewić zasadę działania generatoroacutew sprzężeniowych 2) podać warunki generacji drgań w generatorach LC 3) zidentyfikować generator na podstawie schematu ideowego 4) scharakteryzować rolę poszczegoacutelnych elementoacutew w układzie generatora LC 5) określić wpływ poszczegoacutelnych elementoacutew generatora LC na jego

częstotliwość

6) zmierzyć parametry generatoroacutew LC 7) przeanalizować działanie generatoroacutew LC na podstawie wynikoacutew pomiaroacutew 8) dobrać elementy do wskazanej struktury układu


42 Generatory RC 421 Materiał nauczania Generatory RC stosuje się często w zakresie małych i średnich częstotliwości (10Hz-100kHz) ponieważ w tym zakresie trudno zrealizować generatory LC o wymaganych parametrach Dodatkową zaletą generatoroacutew RC jest szerszy zakres przestrajania niż w generatorach LC Generator RC zbudowany jest ze wzmacniacza lub innego elementu aktywnego połączonego z czwoacuternikiem selektywnym sprzężenia zwrotnego ndash rys1b Jako czwoacuternik sprzężenia może zostać użyty łańcuchowy układ RC i CR układ typu T lub TT oraz mostki np Wiena Pierwsze mają właściwości przesuwnikoacutew fazowych a pozostałe układoacutew selektywnych Przykładowe układy ktoacutere mogą być zastosowane jako układy sprzężenia zwrotnego ich charakterystyki i parametry przedstawia Rys 5

Rys5 Schematy układoacutew sprzęgających stosowane w generatorach RC [5 s 90 ]

Zasady połączeń elementu wzmacniającego z czwoacuternikiem muszą uwzględniać warunki generacji drgań tzn - czwoacuterniki łańcuchowe RC i CR (dające przesunięcie +π lub -π) muszą wspoacutełpracować ze

wzmacniaczami o przesunięciu -π - czwoacuterniki selektywne o przesunięciu fazowym 0 muszą wspoacutełpracować ze

wzmacniaczami o przesunięciu 0 lub 2π włączanymi w zależności od tłumienia dla


częstotliwości quasi-rezonansowej (minimalne lub maksymalne) odpowiednio w obwodzie dodatniego lub ujemnego sprzężenia zwrotnego

Generatory z przesuwnikami fazy charakteryzują się małą dobrocią układoacutew sprzężeniowych i niewielkim nachyleniem charakterystyki częstotliwościowej co powoduje małą stałość częstotliwości dużą zawartość harmonicznych oraz utrudnia strojenie Generatory z układami selektywnymi mają dobrą stałość częstotliwości i małe zniekształcenia nieliniowe ale często wymagają dodatkowych elementoacutew w celu stabilizacji amplitudy sygnału wyjściowego Przykładowe generatory z przesuwnikami fazy goacuternoprzepustowym ndash CR i dolnoprzepustowym ndash RC przedstawia Rys6

Rys6 Schematy generatoroacutew RC przesuwnikami fazowymi a) CR b) RC [ 4s177] Trudniejsze do realizacji i strojenia są generatory z mostkiem Wiena ndash rys7 oraz

z czwoacuternikami typu T ndash rys8

Rys7 Schemat generatora z mostkiem Wiena[3s178] Rys8Schemat generatora z czwoacuternikiem TT

[1s265] Generatory z mostkiem Wiena stosuje się najczęściej w zakresie częstotliwości

akustycznych ze względu na dobrą stałość częstotliwości i małe zniekształcenia nieliniowe Aby zapewnić bardzo duże nachylenie charakterystyki fazowej mostek powinien być w małym stopniu niezroacutewnoważony tzn wzmocnienie realizowane przez ujemne sprzężenie zwrotne powinno być niewiele większe od 2 (0ltεlt1) Częstotliwość generatora może być regulowana w sposoacuteb płynny przez zmianę pojemności C lub skokowo ndash przez zmianę


rezystancji R Do stabilizacji amplitudy stosuje się elementy nieliniowe np żaroacutewki termistory lub tranzystory unipolarne włączane zamiast rezystoroacutew R1 lub R2

Generatory z czwoacuternikami typu TT przy przestrajaniu wymagają jednoczesnej zmiany parametroacutew trzech elementoacutew (R lub C) Czwoacuternik TT włącza się w obwoacuted ujemnego sprzężenia zwrotnego a w celu stabilizacji amplitudy drgań stosuje się element nieliniowy ndash żaroacutewkę zamiast rezystora 05R (Rys 8)


Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń

1 Jakie są warunki wzbudzenia drgań w sprzężeniowych generatorach RC 2 Jaką rolę w układzie generatoroacutew RC spełniają a) element wzmacniający b) przesuwnik

fazowy c) układ selektywny d) źroacutedło zasilania e) dodatnie sprzężenie zwrotne 3 Jakie są podstawowe parametry generatoroacutew RC 4 Jakie czynniki wpływają na wartość częstotliwości generowanego przebiegu 5 Jakie czynniki wpływają na stałość częstotliwości generowanego przebiegu 6 Czym roacuteżni się generator z przesuwnikiem RC od generatora z przesuwnikiem CR 7 W jaki sposoacuteb stabilizowana jest amplituda drgań w układach generatoroacutew LC 8 Jakie są właściwości generatoroacutew LC i RC 423 Ćwiczenia Badanie generatoroacutew RC obejmuje najczęściej pomiary - stałości częstotliwości - stałości amplitudy - wyznaczanie zakresu przestrajania - wpływu zmian napięcia zasilającego na stałość amplitudy generowanego przebiegu - badanie czwoacuternika selektywnego - zniekształceń nieliniowych Ćwiczenie 1

Badanie zakresu przestrajania generatora RC

Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Pomiar polega na sprawdzeniu wpływu zmian pojemności ndash C i rezystancji ndash R

w obwodzie sprzężenia na częstotliwość generowanego przebiegu oraz określeniu minimalnej i maksymalnej częstotliwości sygnału z generatora



1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew RC 2) zaproponować i po akceptacji nauczyciela zmontować układ pomiarowy włączając do

zaciskoacutew wyjściowych generatora częstościomierz 3) przeprowadzić regulację pojemności i rezystancji obwodu sprzężenia od wartości

minimalnej do maksymalnej obserwując przebiegi w układzie pomiarowym na oscyloskopie

4) ustawić wartości R i C tak aby uzyskać minimalną częstotliwość generowanego


przebiegu (na podstawie obserwacji z punktu 3) 5) dokonać odczytu częstotliwości ndash wynik zapisać w tabeli pomiarowej 6) uzyskiwać przebieg o coraz większej częstotliwości aż do wartości maksymalnej

zmieniając wartości nastaw R i C dla każdej nastawy zapisywać wartości R i C oraz odczytaną częstotliwość w tabeli pomiarowej

Tabela Pomiar zakresu przestrajania generatora RC

R [kΩ] C [nF] f [Hz]

6) wykonać co najmniej 15 pomiaroacutew 7) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 8) sformułować wnioski na podstawie uzyskanych wynikoacutew pomiaroacutew

Wyposażenie stanowiska pracy ndash makiety (trenażery) z układami generatoroacutew RC do pomiaru ich parametroacutew

i wyznaczania charakterystyk ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstościomierz zasilacze laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6 Ćwiczenie 2

Badanie wpływu napięcia zasilającego na stałość amplitudy napięcia wyjściowego w generatorach RC

Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Pomiar polega na sprawdzeniu wpływu zmian wartość napięcia zasilającego UZ na

wartość amplitudy napięcia wyjściowego UWY dla wybranego generatora Uwaga Przed włączeniem zasilania poproś nauczyciela o sprawdzenie układu




3) dokonać regulacji napięcia zasilającego UZ od 0 do 15 V zachowując stałe wartości częstotliwości oraz obciążenia przy każdej zmianie notując wartość amplitudy sygnału wyjściowego w tabeli pomiarowej

Tabela Pomiar zależności amplitudy sygnału wyjściowego z generatora RC od napięcia zasilania

UZ [V] UWY[V]



Wyposażenie stanowiska pracy minus makiety (trenażery) z układami RC do pomiaru ich parametroacutew i wyznaczania

charakterystyk minus sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstotliwościomierz

zasilacze laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi minus katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych minus literatura z rozdziału 6 424 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie 1) omoacutewić zasady budowy generatoroacutew RC 2) rozpoznać rodzaj członu sprzężenia zwrotnego i podać jego

właściwości

3) podać warunki generacji drgań w generatorach RC 4) scharakteryzować rolę poszczegoacutelnych elementoacutew w układzie

generatora RC

5) omoacutewić sposoby stabilizacji amplitudy w generatorach RC 6) określić wpływ poszczegoacutelnych elementoacutew generatora RC na jego

częstotliwość

7) zmierzyć parametry generatoroacutew RC 8) przeanalizować działanie generatoroacutew RC na podstawie wynikoacutew

pomiaroacutew


43 Generatory piezoelektryczne 431 Materiał nauczania

Generatory kwarcowe charakteryzują się dużą stałością częstotliwości co wynika ze

stromości charakterystyki fazowej elementu piezoelektrycznego W zakresie fs lt f lt fr pomiędzy częstotliwościami rezonansu szeregowego i roacutewnoległego rezonator pracuje jako element reaktancyjno-indukcyjny więc może być zastosowany zamiast indukcyjności L12 w generatorze Colpittsa ndash Rys9a (tak zmodyfikowany generator Colpittsa nazywamy generatorem Piercersquoa) lub zamiast cewki L1 w obwodzie wejściowym w generatorze Hartleya ndash Rys9b

Rys9 Schematy generatoroacutew kwarcowych a) z dzieloną pojemnością b) z dzieloną indukcyjnością

[1s260]

W generatorach ktoacuterym stawiane są wysokie wymagania wykorzystuje się pracę rezonatora w pobliżu częstotliwości rezonansu szeregowego włączając go w obwoacuted dodatniego sprzężenia zwrotnego wzmacniacza Układy takie stosowane są np zegarach kwarcowych wzorcach częstotliwości układach taktujących i impulsowych

Rys10 Generator kwarcowy ze wzmacniaczem operacyjnym a) schemat funkcjonalny b) schemat układu praktycznego [1s261]



Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie znaczenie mają elementy użyte w schemacie zastępczym rezonatora kwarcowego

i jaki jest ich wpływ na wartość częstotliwości rezonansowej kwarcu 2 Dlaczego rezonatory kwarcowe są stosowane do stabilizacji częstotliwości

w generatorach 3 Jakie są podobieństwa i roacuteżnice pomiędzy układami generatoroacutew LC a układami

generatoroacutew kwarcowych 4 Jaka jest stabilność częstotliwości generatoroacutew kwarcowych 5 Gdzie są stosowane generatory z rezonatorami kwarcowymi 433 Ćwiczenia

Ćwiczenie 1

Badanie zakresu przestrajania generatora kwarcowego Sposoacuteb wykonania ćwiczenia

Pomiar polega na sprawdzeniu wpływu zmian rezystancji połączonej szeregowo

z rezonatorem kwarcowym na częstotliwość generowanego przebiegu oraz określeniu minimalnej i maksymalnej częstotliwości sygnału z generatora



1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew kwarcowych

2) zaproponować i po akceptacji nauczyciela zmontować układ pomiarowy włączając do zaciskoacutew wyjściowych generatora częstościomierz

3) przeprowadzić regulację rezystancji R od wartości minimalnej do maksymalnej dołączonej szeregowo do rezonatora w układzie pomiarowym

4) dokonać odczytu częstotliwości dla każdej nastawy potencjometru Rndash wyniki zapisać w tabeli pomiarowej

Tabela Pomiar zakresu przestrajania generatora kwarcowego

R [kΩ] f [Hz]


Wyposażenie stanowiska pracy minus makiety (trenażery) z układami generatoroacutew kwarcowych do pomiaru ich

parametroacutew i wyznaczania charakterystyk minus sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstościomierz zasilacze

laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi


minus katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych minus literatura z rozdziału 6 Ćwiczenie 2

Badanie stabilności częstotliwości generatora kwarcowego Sposoacuteb wykonania ćwiczenia

Pomiar polega na sprawdzeniu wpływu zmian napięcia zasilania rezonatorem

kwarcowym na częstotliwość generowanego przebiegu Uwaga Przed włączeniem zasilania poproś nauczyciela o sprawdzenie układu



2) zaproponować i po akceptacji nauczyciela zmontować układ pomiarowy włączając do zaciskoacutew wyjściowych generatora częstościomierz i woltomierz napięcia przemiennego z sondą wcz

3) obserwować i zapisywać wskazania częstościomierza i woltomierza dla każdej nastawy zasilacza zmieniając wartość napięcia zasilającego


UZ[V] UWY[V]] f [Hz]


Wyposażenie stanowiska pracy ndash makiety (trenażery) z układami generatoroacutew kwarcowych do pomiaru ich parametroacutew

i wyznaczania charakterystyk ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstościomierz

zasilacze laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6


434 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie 1) omoacutewić schemat zastępczy rezonatora kwarcowego 2) scharakteryzować właściwości kwarcu dla częstotliwości rezonansu

szeregowego i roacutewnoległego

3) podać sposoacuteb i zakres przestrajania generatora kwarcowego 4) podać struktury układoacutew generatoroacutew kwarcowych 5) określić stałość częstotliwości generatoroacutew piezoelektrycznych 6) zinterpretować wyniki pomiaroacutew


44 Generatory przebiegoacutew niesinusoidalnych

441 Materiał nauczania

Generatory przebiegoacutew prostokątnych

Przerzutniki są to układy elektroniczne w ktoacuterych podczas normalnej pracy przynajmniej jeden element jest przełączany W układach tych przebiegi napięcia i prądu mają charakter impulsowy zwykle jednak przebiegi napięcia wyjściowego mają kształt zbliżony do prostokąta Impulsy prostokątne charakteryzują się następującymi parametrami ndash amplitudą Um ndash czasem trwania ti ndash czasem narastania tn ndash czasem opadania to ndash zwisem ∆Um ndash czasem przerzutu tu ndash amplitudą przerzutu UmU Przebiegi okresowe charakteryzuje dodatkowo ndash częstotliwość f lub okres powtarzania T ndash wspoacutełczynnik wypełnienia

Rys 11 Parametry impulsoacutew prostokątnych [1s265] Układy wytwarzające takie impulsy dzieli się w zależności od ilości stanoacutew stabilnych na

przerzutniki monostabilne bistabilne i astabilne Przerzutniki astabilne

Są to układy nazywane inaczej multiwibratorami ktoacutere nie posiadają stanu stabilnego

a tylko dwa stany roacutewnowagi nietrwałej (quasi-stabilne) Czas przebywania układu w każdym z tych stanoacutew jest stały i uzależniony od struktury układu oraz parametroacutew jego elementoacutew Układ przechodzi cyklicznie z jednego stanu do drugiego dając na wyjściu przebieg zbliżony do prostokątnego dlatego nazywany jest samowzbudnym generatorem przebiegu prostokątnego Przerzutniki astabilne realizuje się stosując roacuteżne elementy dyskretne (tranzystory bipolarne unipolarne jednozłączowe diody tunelowe) lub układy scalone liniowe i cyfrowe

Przykład prostego multiwibratora astabilnego zbudowanego na tranzystorach przedstawia Rys 12 Stanowi on połączenie dwoacutech wzmacniaczy tranzystorowych objętych silnym dodatnim pojemnościowym sprzężeniem zwrotnym W układzie tym tranzystory znajdują się


na przemian w stanie zatkania i nasycenia Czasy trwania kolejnych faz zależą od wartości rezystoroacutew i kondensatoroacutew na bazach odpowiednich tranzystoroacutew

Rys12 Tranzystorowy przerzutnik astabilny a) schemat układu b) przebiegi napięć w układzie [5s102]

Amplituda impulsoacutew wyjściowych na kolektorach tranzystoroacutew osiąga wartość

Um asymp EC ndash UCE sat gdzie UCE sat oznacza napięcie nasycenia tranzystora Czas trwania poszczegoacutelnych impulsoacutew na wyjściu tranzystoroacutew wynosi t1 = ln 2 RB1 C2 asymp 069 RB1C2 t2= ln 2 RB2 C1 asymp 069 RB2C1 a okres drgań multiwibratora T= t1 + t2 = ln 2( RB1C2+ RB2C1) asymp 069 (RB1C2 + RB2C1) Częstotliwość wytwarzanych przebiegoacutew f= 1T wspoacutełczynniki wypełnienia impulsoacutew wynoszą odpowiednio ν1 = t1 T ν2 = t2 T Czasy narastania impulsoacutew zależą od stałych czasowych RC1C1 i RC2C2 Dla przerzutnika symetrycznego RB1 = RB2 = RB oraz C1 = C2 = C więc

T asymp 14 RBC Okres drgań przerzutnika oraz wspoacutełczynniki wypełnienia impulsoacutew na poszczegoacutelnych wyjściach można modyfikować zmieniając wartość parametroacutew RB (płynnie) i C (skokowo) Innym sposobem zmiany częstotliwości multiwibratora jest zmiana wartości napięcia zasilającego bazy tranzystoroacutew poprzez przyłączenie rezystoroacutew RB1 i RB2 nie do napięcia EC

ale do źroacutedła EB Wadą układoacutew symetrycznych jest stosunkowo długi czas narastania przebiegoacutew na kolektorach W celu poprawienia kształtu impulsoacutew stosuje się dodatkowe elementy diodowo-rezystancyjne - Rys13 W układzie tym zatkany tranzystor polaryzuje wstecznie diodę przyłączoną do jego kolektora umożliwiając ładowanie kondensatora przez odpowiedni rezystor RD Dzięki temu zmiana napięcia na kolektorze zachodzi szybko


Rys 13 Schemat przerzutnika astabilnego o skroacuteconym czasie narastania impulsoacutew [1s268]

Przerzutniki astabilne można zbudować wykorzystując scalone wzmacniacze operacyjne

- Rys 14

Rys14 Schematy przerzutnikoacutew astabilnych a)b)c) ze wzmacniaczami operacyjnymi d) przebiegi czasowe w układzie 13a [1s269]

W układzie z Rys14a wykorzystuje się ładowanie kondensatora C przez rezystor R3 w obwodzie ujemnego sprzężenia zwrotnego Dodatnie sprzężenie zwrotne zrealizowane na rezystorach R1 i R2 wymusza przełączanie wzmacniacza z jednego stanu nasycenia w drugi Napięcie wyjściowe układu jest ograniczone dwiema diodami Zenera do wartości dodatniej UZ1 i ujemnej UZ2 Gdy napięcie wyjściowe układu zmienia się skokowo od UZ2 do UZ1 następuje wykładnicze ładowanie kondensatora C przez rezystor R3 a dodatnie sprzężenie zwrotne powoduje po osiągnięciu na wejściu odwracającym wzmacniacza napięcia roacutewnego βUZ1 (gdzie wspoacutełczynnik przenoszenia układu β = R2 (R1 + R2)) że napięcie wyjściowe zmienia się ponownie skokowo tym razem z dodatniego UZ1 na ujemne UZ2 Procesy te powtarzają się cyklicznie dając w efekcie przebieg prostokątny o częstotliwości

Podobnie działają układy z Rys 14 bc

[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp


Obecnie do budowy przerzutnikoacutew astabilnych wykorzystuje się roacutewnież scalone układy cyfrowe ndash bramek i przerzutnikoacutew ndash Rys 15

a)

b)

Rys 15 Multiwibrator astabilny a) zbudowany z bramek NAND [4s103] b) zbudowany z jednego przerzutnika lsquo121[2s161]

Przerzutniki monostabilne

Układy te nazywane roacutewnież uniwibratorami lub multiwibratorami monostabilnymi mają jeden stan roacutewnowagi trwałej w ktoacuterym pozostają tak długo aż pojawi się impuls wyzwalający Impuls ten powoduje przejście do stanu niestabilnego ktoacuterego czas trwania zależy od stałych czasowych układu Przerzutniki monostabilne wytwarzają więc impulsy jednorazowe a ich kształt amplituda i czas trwania nie zależą od impulsoacutew wyzwalających Stosowane są do normalizowania kształtoacutew impulsoacutew oraz jako układy opoacuteźniające

Najprostszy przerzutnik monostabilny jest modyfikacją multiwibratora astabilnego w ktoacuterym roacuteżnią się początkowe warunki pracy obu elementoacutew wzmacniających ndash Rys16 Oznacza to że jeden z tranzystoroacutew znajduje się normalnie w stanie zatkania a drugi jest nasycony Doprowadzenie dodatkowego impulsu do bazy zatkanego tranzystora spowoduje jego przejście w nasycenie oraz zatkanie drugiego tranzystora Napięcie na bazie tranzystora drugiego zmienia się wykładniczo na skutek ładowania się kondensatora znajdującego się na jego bazie Przekroczenie wartości napięcia progowego powoduje powroacutet układu do stanu stabilnego Czas trwania impulsu zależy podobnie jak w multiwibratorach od wartości pojemności C i rezystancji R przyłączonych do bazy tranzystora ktoacutery w stanie stabilnym jest nasycony


Rys16 Przerzutnik monostabilny a) schemat układu b) przebiegi czasowe w układzie [4s148]

Do budowy uniwibratoroacutew można wykorzystać scalony wzmacniacz operacyjny ndash Rys 17 lub bramki NAND ndash Rys 18

Rys17 Przerzutnik monostabilny na wzmacniaczu operacyjnym a) schemat układu b) przebiegi napięć

w układzie [5s104]

Rys18 Przerzutnik monostabilny na bramkach NAND a) schemat układu b) przebiegi napięć w układzie

[5s105] Najczęściej jednak uniwibratory realizuje się jako układy asymetryczne wytwarzając

roacuteżne obwody sprzężenia zwrotnego ndash Rys 19 Jeden z tych obwodoacutew jest najczęściej pojemnościowy (łączy kolektor jednego z bazą drugiego tranzystora) a drugi rezystancyjny (w obwodzie emiteroacutew) Wejściowy ujemny impuls wyzwalający przez kondensator C


przenosi się na bazę pracującego w nasyceniu tranzystora T2 Powoduje to jego chwilowe przełączenie w stan zatkania a po naładowaniu kondensatora C tzn po czasie

t= ln 2middotRC asymp 069 RC przejście znowu do stanu roacutewnowagi

Rys19 Przerzutnik monostabilny tranzystorowy w układzie Schmitta a) schemat układu b) przebiegi napięć w układzie [1s272]

Przerzutniki bistabilne

Układy te nazywane także multwibratorami bistabilnymi lub układami flip-flop

posiadają dwa stany roacutewnowagi trwałej Przechodzenie z jednego stanu stabilnego do drugiego następuje w wyniku podania impulsu wyzwalającego lub napięcia o określonej wartości (wyzwalanie zboczem lub poziomem)

Rys 20 Przerzutnik bistabilny asymetryczny Schmitta a) schemat układu b) przebiegi napięć w układzie [4s144]


Generatory przebiegoacutew liniowych Przebieg liniowy charakteryzuje się liniową zmianą napięcia lub prądu w czasie

W praktyce najczęściej wytwarza się przebiegi piłokształtne i troacutejkątne Rzeczywisty przebieg piłokształtny charakteryzują następujące parametry ndash czas trwania odcinka liniowego ndash czas powrotu ndash amplituda ndash błąd rozmieszczenia ndash błąd transmisji ndash błąd nieliniowości Najprostszy sposoacuteb uzyskiwania takich napięć polega na okresowym ładowaniu i rozładowywaniu kondensatora Ponieważ procesy te zachodzą wykładniczo dobre przybliżenie do przebiegu liniowego występuje tylko dla małych wartości napięć wyjściowych przy jednoczesnej dużej wartości napięcia zasilającego Błąd nieliniowości jest tym mniejszy im kroacutetszy jest rzeczywisty czas ładowania (w stosunku do stałej czasowej ładowania) lub im mniejsza jest wartość napięcia na kondensatorze (w stosunku do napięcia źroacutedła zasilania) W praktyce stosuje się linearyzacje przebiegu napięcia przede wszystkim w układach zapewniających stały prąd ładowania kondensatora lub wykorzystujących zjawisko Millera ndash Rys 21

Rys21 Schematy podstawowych układoacutew linearyzacji przebiegoacutew liniowych a) ze źroacutedłem prądu

a) bootstrap c) z integratorem [1s276]

Przykładowy układ generatora napięcia piłokształtnego pobudzanego impulsami zewnętrznymi przedstawia Rys 22


b)

Rys22 Generator napięcia piłokształtnego ze źroacutedłem prądu a) schemat układu b) przebiegi napięć i prądoacutew w układzie [1s278]

Schemat przykładowego generatora samowzbudnego generującego przebieg troacutejkątny

przedstawia Rys23 Pierwszy ze wzmacniaczy pełni rolę komparatora poroacutewnującego napięcie wyjściowe z układu całkującego z napięciami odniesienia Układ poroacutewnujący pracuje w dwoacutech stanach nasycenia co daje na jego wyjściu napięcie dodatnie lub ujemne o wartości ograniczonej przez diody Zenera Drugi wzmacniacz pracuje w układzie integratora co przy stałym napięciu wejściowym pozwala na wyjściu uzyskać przebieg liniowy a dzięki przerzutom komparatora z jednego stanu nasycenia do drugiego ndash przebieg troacutejkątny Dodatkowo układ ten umożliwia roacutewnoczesne uzyskanie przebiegu prostokątnego z wyjścia komparatora

Rys 23 Generator przebiegu troacutejkątnego i prostokątnego na wzmacniaczach operacyjnych a) schemat

układu b) przebiegi napięć [1s279]



Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Jakie parametry opisują pojedynczy impuls a jakie okresowy przebieg prostokątny 2 Co oznaczają pojęcia multiwibrator uniwibrator przerzutnik bistabilny 3 Od czego zależy czas trwania impulsoacutew na wyjściu przerzutnika tranzystorowego

astabilnego i monostabilnego 4 Jaka jest zasada działania multiwibratora tranzystorowego astabilnego 5 W jakich układach poza multiwibratorem tranzystorowym można uzyskać generację

przebiegoacutew prostokątnych 6 W jaki sposoacuteb można poprawić kształt impulsu w generatorach sygnałoacutew prostokątnych 7 Jakie są zastosowania układoacutew generujących przebiegi prostokątne 8 Jakie zjawiska można wykorzystać do wygenerowania przebiegoacutew liniowych 9 W jaki sposoacuteb zapewnia się linearyzację przebiegu napięcia

443 Ćwiczenia Ćwiczenie 1

Pomiar parametroacutew multiwibratora astabilnego


Pomiar polega na uzyskaniu przebiegoacutew z wyjść multiwibratora astabilnego oraz ich analizie



1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew przebiegoacutew prostokątnych

2) zaproponować i po akceptacji nauczyciela zmontować układ pomiarowy włączając do zaciskoacutew wyjściowych generatora oscyloskop

3) uzyskać na ekranie oscyloskopu nieruchomy i maksymalnie powiększony obraz impulsu wyjściowego

4) dokonać pomiaru parametroacutew impulsu wg Rys11 str25 5) powtoacuterzyć pomiary dla kilku innych wartości Uz i umieścić je w tabeli pomiarowej

Tabela Parametry przebiegoacutew prostokątnych

UZ [V] UM [V] ∆UM[V] ti [μs] tn[μs] t0[μs] tu[μs] f[Hz]



Wyposażenie stanowiska pracy ndash makiety (trenażery) z układami generatoroacutew przebiegoacutew prostokątnych do pomiaru ich parametroacutew ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstościomierz zasilacze

laboratoryjne oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6

Ćwiczenie 2

Pomiar zależności parametroacutew multiwibratora astabilnego od parametroacutew elementoacutew sprzęgających RC







3) przeprowadzić pomiary wszystkich wielkości analogicznie jak w ćwiczeniu 1 ale dla roacuteżnych wartości pojemności sprzęgających C wyniki zapisać w tabeli pomiarowej

Tabela Pomiar zależności parametroacutew multiwibratora astabilnego od wartości pojemności

sprzęgających C RB1 RB2 C1 C2 UM [V] ∆UM[V] ti [μs] tn[μs] t0[μs] tu[μs] f[Hz]

4) wykonać co najmniej 5 pomiaroacutew 5) przeprowadzić pomiary analogicznie jak w punkcie 3 zmieniając wartości rezystoroacutew

sprzęgających RB1 i RB2 wyniki zapisać w tabeli pomiarowej

Tabela Pomiar zależności parametroacutew multiwibratora astabilnego od wartości rezystoroacutew sprzęgających RB1 RB2

RB1 RB2 C1 C2 UM [V] ∆UM[V] ti [μs] tn[μs] t0[μs] tu[μs] f[Hz]

6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 7) sformułować wnioski na podstawie uzyskanych wynikoacutew pomiaroacutew w jaki sposoacuteb

parametry sprzęgające wpływają na kształt i amplitudę przebiegoacutew prostokątnych



laboratoryjne oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6 Ćwiczenie 3

Praktyczna realizacja multiwibratora astabilnego z wykorzystaniem scalonego układu wzmacniacza operacyjnego

Sposoacuteb wykonania ćwiczenia Ćwiczenie polega na wyborze struktury przerzutnika astabilnego doborze elementoacutew do

generatora mcz z wykorzystaniem wzmacniacza operacyjnego małej mocy (np ULA 7701N ULY 7741N) zmontowaniu układu na płytce uniwersalnej uruchomieniu oraz pomiarze parametroacutew uzyskanego przebiegu

Uwaga Przed włączeniem zasilania poproś nauczyciela o sprawdzenie układu Aby wykonać ćwiczenie powinieneś


2) wybrać strukturę projektowanego układu (np z Rys14abc) i określić pożądaną częstotliwość generatora

3) dobrać wzmacniacz małej mocy do układu generatora odczytać jego parametry (maksymalną moc wzmocnienie częstotliwość graniczną napięcie zasilania CMRR i in) z katalogu układoacutew elektronicznych

4) dobrać elementy obwodu dodatniego oraz ujemnego sprzężenia zwrotnego wykorzystując wzoacuter ze str27 ustalić wartość napięcia zasilającego



7) dołączyć oscyloskop do wyjścia generatora i zaobserwować uzyskany przebieg 8) odczytać okres i amplitudę oraz obliczyć częstotliwość uzyskanego przebiegu

prostokątnego zaobserwować zniekształcenia 9) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 10) sformułować wnioski na podstawie uzyskanych wynikoacutew pomiaroacutew

Wyposażenie stanowiska pracy ndash elementy elektroniczne wzmacniacze operacyjne rezystory kondensatory ndash materiały elektroniczne płytka uniwersalna podstawka pod układ scalony przewody

cyna lutownica ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstotliwościomierz zasilacze

laboratoryjne stabilizowane oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6


444 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie 1) podać parametry pojedynczego impulsu i przebiegu prostokątnego 2) wymienić rodzaje przerzutnikoacutew generujących impulsy prostokątne 3) rozroacuteżnić multiwibrator od uniwibratora na podstawie schematu

ideowego

4) scharakteryzować rolę poszczegoacutelnych elementoacutew w układzie przerzutnikoacutew monostabilnych bistabilnych i astabilnych

5) określić wpływ poszczegoacutelnych elementoacutew generatora na jego częstotliwość

6) zmierzyć parametry multiwibratoroacutew 7) podać sposoby wytwarzania przebiegoacutew liniowych piłokształtnych i

troacutejkątnych

8) dobrać elementy do zadanej struktury i parametroacutew układu generatora


45 Generatory uniwersalne 451 Materiał nauczania

Generatory uniwersalne nazywane roacutewnież generatorami funkcyjnymi wytwarzają kilka

przebiegoacutew napięć o roacuteżnych kształtach Najczęściej są to przebiegi sinusoidalne prostokątne i troacutejkątne często o regulowanych parametrach częstotliwości i amplitudy Niektoacutere układy umożliwiają roacutewnież zmianę parametroacutew generowanego przebiegu sygnałem zewnętrznym (wobulację) Typowy generator funkcyjny składa się z trzech blokoacutew funkcyjnych oraz układu wyjściowego ndash Rys24

Rys24 Schemat generatora uniwersalnego [1s280]

Generator fali troacutejkątnej najczęściej zbudowany jest w układzie z integratorem lub w układzie ładowania kondensatora stałym prądem źroacutedła a typowy układ kształtowania przebiegu prostokątnego realizowany jest na komparatorze ktoacuterego napięciem wejściowym jest napięcie troacutejkątne Objęcie obu blokoacutew dodatnim sprzężeniem zwrotnym umożliwia pracę samowzbudną układu Przebieg sinusoidalny uzyskuje się poprzez aproksymację przebiegu troacutejkątnego w diodowym generatorze funkcyjnym ndash Rys25

Rys 25 Schemat diodowego generatora funkcyjnego [1s281]


Diody D1-D3 kształtują dodatnią a D1rsquo-D3rsquo ujemną połoacutewkę sinusoidy Dokładność aproksymacji zależy od liczby ogniw diodowo-rezystancyjnych przypadających na każdą poacutełfalę napięcia Generatory uniwersalne buduje się jako autonomiczne urządzenia lub produkuje jako układy scalone Przykładem generatora scalonego jest uniwersalny generator 8038 - Rys26 Wytwarza on przebiegi sinusoidalne prostokątne piłokształtne i troacutejkątne w zakresie od 0001Hz do 15 MHz a wspoacutełczynnik wypełnienia impulsoacutew prostokątnych można regulować od 1 do 99 Zniekształcenia przebiegu sinusoidalnego są mniejsze niż 1 a błąd nieliniowości przebiegoacutew troacutejkątnych i piłokształtnych nie przekracza 01

Rys 26 Monolityczny generator uniwersalny 8038 a) zasada działania b) schemat połączeń

z elementami zewnętrznymi c) przebieg napięcia na kondensatorze [1s281]

Zmianę częstotliwości generowanych przebiegoacutew dokonuje się poprzez doboacuter elementoacutew zewnętrznych RA RB i C Układ może być zasilany napięciem dodatnim lub napięciami symetrycznymi co pozwala uzyskać przebiegi symetryczne względem masy

Osobną grupę generatoroacutew uniwersalnych stanowią generatory sterowane wytwarzające drgania o częstotliwości proporcjonalnej do wartości wejściowego prądu lub napięcia Są one właściwie przetwornikami napięcia lub prądu na częstotliwość lub modulatorami częstotliwości Mają one zastosowanie w telekomunikacji technice pomiarowej oraz urządzeniach automatyki


Odpowiadając na pytania sprawdzisz czy jesteś przygotowany do wykonania ćwiczeń 1 Co to jest generator uniwersalny 2 Z jakich blokoacutew składa się generator funkcyjny 3 Jakie układy generują przebiegi troacutejkątne prostokątne i sinusoidalne 4 Co to jest wobulacja



Obserwacja przebiegoacutew uzyskanych z generatora funkcyjnego oraz pomiary parametroacutew tych przebiegoacutew


Pomiar polega na uzyskaniu przebiegoacutew z wyjść generatora funkcyjnego obserwacji ich kształtu i pomiarze parametroacutew (minimalna i maksymalna częstotliwość zakres zmian amplitudy zakres regulacji wspoacutełczynnika wypełnienia sygnału prostokątnego błędy nieliniowości)



1) zapoznać się z zasadą działania oraz rodzajami i parametrami generatoroacutew uniwersalnych


3) zaobserwować kształt przebiegoacutew dla wybranego rodzaju przebiegu określić zakres przestrajania generatora oraz zakres zmian amplitudy sygnału zanotować wyniki obserwacje powtoacuterzyć dla pozostałych rodzajoacutew generowanych sygnałoacutew zanotować wyniki i oscylogramy

4) zmontować układ pomiarowy przyłączając do wyjścia generatora woltomierz napięcia przemiennego i częstościomierz zachowując stałe warunki obciążenia w celu dokładnego pomiaru częstotliwości i amplitudy generowanych sygnałoacutew

5) dokonać pomiaroacutew dla skrajnych i kilku pośrednich wartości częstotliwości wyniki zanotować


Wyposażenie stanowiska pracy ndash makiety (trenażery) z układami generatoroacutew funkcyjnych lub generator funkcyjny do

pomiaru ich parametroacutew ndash sprzęt pomiarowy elektroniczne mierniki uniwersalne częstościomierz zasilacze


Ćwiczenie 2

Obserwacja przebiegoacutew uzyskanych z generatora funkcyjnego przy uzależnieniu amplitudy i częstotliwości przebiegoacutew wyjściowych od parametroacutew sygnału zewnętrznego (wobulacja) oraz pomiary parametroacutew tych przebiegoacutew



Pomiary polegają na uzyskaniu przebiegoacutew z wyjść generatora funkcyjnego sterowanego sygnałem zewnętrznym obserwacji ich kształtu i pomiarze parametroacutew




2) zaproponować i po akceptacji nauczyciela zmontować układ pomiarowy włączając do zaciskoacutew wyjściowych generatora oscyloskop a do wejść wobulacji laboratoryjny zasilacz regulowany

3) obserwować kształt i parametry przebiegoacutew wyjściowych zmieniając wartość sygnału z zasilacza

4) wykonać 10 pomiaroacutew dla roacuteżnych wartości napięcia sterującego wyniki zanotować w tabeli pomiarowej

5) powtoacuterzyć pomiary dla pozostałych rodzajoacutew generowanego sygnału 6) dokonać oceny poprawności wykonanego ćwiczenia 7) sformułować wnioski na podstawie uzyskanych wynikoacutew pomiaroacutew



laboratoryjne oscyloskop z sondami pomiarowymi ndash katalogi elementoacutew i układoacutew elektronicznych ndash literatura z rozdziału 6 454 Sprawdzian postępoacutew Czy potrafisz Tak Nie 1) podać parametry sygnałoacutew okresowych o roacuteżnych kształtach 2) wyjaśnić zasady generowania sygnałoacutew o roacuteżnych kształtach w

generatorach uniwersalnych

3) zaproponować układy pomiarowe do pomiaru parametroacutew sygnałoacutew wyjściowych z generatoroacutew funkcyjnych

4) wskazać przykładowe obszary zastosowań generatoroacutew funkcyjnych 5) wskazać sposoby zastosowania wobulacji


5 SPRAWDZIAN OSIĄGNIĘĆ INSTRUKCJA DLA UCZNIA 1 Przeczytaj uważnie instrukcję 2 Podpisz imieniem i nazwiskiem kartę odpowiedzi 3 Zapoznaj się z zestawem zadań testowych 4 Test zawiera 20 zadań o roacuteżnym stopniu trudności Zadania 3 5 6 7 910 11 12 13

i 15 są to zadania wielokrotnego wyboru i tylko jedna odpowiedź jest prawidłowa zadania 8 i 14 to zadania z luką a w zadaniach 1 2 4 16 17 18 19 20 należy udzielić kroacutetkiej odpowiedzi

5 Udzielaj odpowiedzi tylko na załączonej karcie odpowiedzi minus w zadaniach wielokrotnego wyboru zaznacz prawidłową odpowiedź X (w przypadku

pomyłki należy błędną odpowiedź zaznaczyć koacutełkiem a następnie ponownie zakreślić odpowiedź prawidłową)

minus w zadaniach z kroacutetką odpowiedzią wpisz odpowiedź w wyznaczone pole minus w zadaniach do uzupełnienia wpisz brakujące wyrazy lub liczby

6 Test składa się z dwoacutech części o roacuteżnym stopniu trudności I część ndash poziom podstawowy II część - poziom ponadpodstawowy

7 Pracuj samodzielnie bo tylko wtedy będziesz miał satysfakcję z wykonanego zadania 8 Kiedy udzielenie odpowiedzi będzie Ci sprawiało trudność wtedy odłoacuteż jego rozwiązanie

na poacuteźniej i wroacuteć do niego gdy zostanie Ci czas wolny Trudności mogą sprawić Ci zadania od 15 do 20 gdyż są one na poziomie trudniejszym niż pozostałe

9 Na rozwiązanie testu masz 90 min

Powodzenia


ZESTAW ZADAŃ TESTOWYCH I - poziom podstawowy 1 Wymień sposoby wytwarzania drgań sinusoidalnych w układach elektronicznych 2 Wyjaśnij sens fizyczny warunkoacutew generacji drgań w układach ze sprzężeniem zwrotnym 3 Generator ktoacuterego schemat funkcjonalny przedstawia rysunek to a) generator Meissnera b) generator Colpitsa c) generator Hartleya d) generator Piercersquoa 4 Oblicz częstotliwość drgań generowanych przez powyższy układ jeżeli L = 02H

C=50nF

5 Czwoacuternik sprzężenia zwrotnego w generatorze Hartleyrsquoa tworzą następujące elementy a) L1 L2 C b) C1 C2 L c) R C d) transformator C

6 Jaką rolę w generatorach LC spełnia element wzmacniający a) stabilizuje częstotliwość drgań generatora b) stabilizuje amplitudę drgań c) umożliwia spełnienie warunku generacji drgań w układzie d) dostarcza energii dla sygnału wyjściowego

7 W generatorach kwarcowych element piezoelektryczny pracuje jako element a) rezystancyjny b) reaktancyjny c) indukcyjny d) reaktancyjno-indukcyjny 8 Diodowy generator funkcyjny w generatorze uniwersalnym przetwarza przebieg

na 9 W generatorach RC stosuje się przesuwniki fazowe w celu a) dopasowania fazy sygnału z generatora do fazy sygnału odbiornika b) spełnienia warunku fazy dla generatoroacutew ze sprzężeniem c) spełnienia warunku amplitudy generatoroacutew ze sprzężeniem d) przesunięcia fazy sygnału wyjściowego


10 Czas trwania impulsu prostokątnego definiuje się jako a) przedział czasu od początku do końca impulsu b) przedział czasu dla ktoacuterego chwilowa wartość amplitudy impulsu u jest większa bądź

roacutewna połowie amplitudy Um c) czas w ktoacuterym amplituda impulsu rośnie od 01 Um do 09 Um d) przedział czasu w ktoacuterym amplituda impulsu jest większa od 0 a mniejsza od Um

11 Multiwibrator monostabilny posiada a) dwa stany stabilne b) dwa stany niestabilne c) jeden stan stabilny d) nie ma stanoacutew stabilnych

12 Częstotliwość drgań generowanych przez tranzystorowy przerzutnik astabilny zależy od a) wzmocnienia tranzystoroacutew b) wartości rezystoroacutew RC1 i RC2 w kolektorach tranzystoroacutew c) szybkości narastania i opadania impulsoacutew d) wartości parametroacutew elementoacutew sprzęgających RB i CB przyłączanych do baz

tranzystoroacutew

13 Przebiegi troacutejkątne można uzyskać w a) generatorach LC b) uniwibratorze c) układzie ładowania i rozładowywania kondensatora d) generatorze zbudowanym na bramkach NAND

14 Podstawowymi parametrami generatoroacutew częstotliwości są

i a podstawowymi parametrami generatoroacutew mocy są i

II-poziom ponadpodstawowy 15 Częstotliwość drgań w przedstawionym układzie wynosi L12 = 02H C1 = C2 = 100nF R1 = 2kΩ R2 = 6kΩ rL= 2Ω

a) 1592 Hz b) 01 kHz c) 1000 Hz d) 1592 kHz 16 Podaj możliwe przyczyny destabilizacji drgań w generatorach LC


17 Zaproponuj wartości elementoacutew RB1 RB2 i C1 tak aby częstotliwość przebiegu generowanego przez układ wynosiła f= 10kHz a wspoacutełczynnik wypełnienia impulsoacutew dla wyjścia wynosił 23 jeżeli C2 = 10nF EC = 12V RC1 RC2 = 02MΩ

18 Omoacutew sposoby poprawy kształtu impulsoacutew w generatorach przebiegoacutew prostokątnych 19 Podaj układowe sposoby linearyzacji napięcia stosowane w generatorach przebiegoacutew

liniowych 20 Jaka jest dobroć rezonatora kwarcowego i jak ten parametr wpływa na właściwości

generatora stabilizowanego kwarcem


KARTA ODPOWIEDZI Imię i nazwisko helliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphelliphellip Badanie generatoroacutew Zakreśl poprawną odpowiedź wpisz brakujące części zdania lub udziel kroacutetkiej odpowiedzi

numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8

9 a b c d 10 a b c d 11 a b c d 12 a b c d 13 a b c d 14

15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem


6 LITERATURA 1 Chwaleba A Moeschke B Płoszajski G Elektronika WSiP Warszawa 1999 2 Głocki W Układy cyfrowe WSiP Warszawa 1998 3 Pioacutero B Pioacutero M Podstawy elektroniki cz2 WSiP Warszawa 1997 4 Rusek A Podstawy elektroniki cz2 WSiP Warszawa 1986 5 Rusek A Pracownia elektroniczna WSiP Warszawa 1986


Recenzenci mgr inż Anna Niczyporuk mgr inż Anna Kłębowska Opracowanie redakcyjne mgr inż Danuta Pawełczyk Konsultacja mgr inż Gabriela Poloczek Korekta mgr inż Urszula Ran Poradnik stanowi obudowę dydaktyczną programu jednostki modułowej 311[07]Z103 bdquoBadanie generatoroacutewrdquo ndash zawartego w modułowym programie nauczania dla zawodu technik elektronik

Wydawca Instytut Technologii Eksploatacji ndash Państwowy Instytut Badawczy Radom 2006






















ANALOGOWYCH


tranzystorowych


scalonych




2WYMAGANIA WSTĘPNE

















Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem
























ANALOGOWYCH


tranzystorowych


scalonych




2WYMAGANIA WSTĘPNE

















Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem
















ANALOGOWYCH


tranzystorowych


scalonych




2WYMAGANIA WSTĘPNE

















Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem






ANALOGOWYCH


tranzystorowych


scalonych




2WYMAGANIA WSTĘPNE

















Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem




2WYMAGANIA WSTĘPNE

















Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem


















Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem











Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem





Generatory LC











[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem









[ ]HzCL

121f

ZZ0 sdotπ=




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem






















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem




















tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem






tranzystora




















pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem









pomiarowego





f [kHz] UWY [V]















UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem











UZ [V] UWY[V]




Ćwiczenie 5














częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem










częstotliwość
















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem

















































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem











































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem



































UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem



















UZ [V] UWY[V]






właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem







właściwości


generatora RC


częstotliwość


pomiaroacutew






[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem








[1s260]









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem









Ćwiczenie 1











R [kΩ] f [Hz]












































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem










































- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem



























- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem























- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem













- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem






- Rys 14




[ ]Hz

RR21lnCR3

1f

1

23

+

asymp



a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem





a)

b)









w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem







w układzie [5s104]



















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem


















b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem










b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem




b)



























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem
























Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem






Ćwiczenie 2





































ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem























ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem





ideowego




troacutejkątnych

































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem


































Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem



























Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem



















Ćwiczenie 2




























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem





























Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem













Powodzenia



C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem





C=50nF










tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem








tranzystoroacutew













numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem










numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem





numer zadania

Odpowiedź punkty

1

2

3 a b c d 4

5 a b c d 6 a b c d 7 a b c d 8


15 a b c d 16

17

18

19

20

Razem





Education

10. Badanie generatorów