Laboratorio di Elettronica T

Transcript

1 Laboratorio di Elettronica T Esperienza 1 Strumenti: Oscilloscopio e Gen. di funzione Cognome Nome Matricola Postazione N 1) Predisposizione banco di misura Accendete il generatore di funzione (FG) Agilent 33210A e l oscilloscopio Tektronix TDS2012. Collegate l uscita del FG all ingresso CH1 dell oscilloscopio utilizzando un cavo BNC-BNC, un T-BNC e la terminazione 50Ω come illustrato nelle seguenti figure. Predisponete il generatore di funzione come segue: Genera sinusoide Frequenza=1000 Hz Amplitude = 300 mv PP Offset =500 mv Output setup : load 50 Ω Predisponete ora l oscilloscopio come segue: Verticale Orizzontale Trigger CH1 : Accoppiamento DC Limitazione banda : Off Volt/div : Coarse Attenuazione sonda 1X Guadagno: 100mV/div Posizione : 0 divs Base dei tempi 250 µs / div Posizione : 0 s Tipo fronte Sorgente CH1 Fronte di salita Modalità auto Accoppiamento DC Livello 0V

2 Controllate le informazioni riportate sullo schermo dell oscilloscopio e verificate la corrispondenza con i parametri della tabella precedente. Abilitate ora l' uscita del generatore di funzioni agendo sul tasto Output. 2) Regolazione del trigger Regolate il livello di trigger in modo da sincronizzare l acquisizione. 3) Misure di ampiezza a) Mediante cursori Attivate i cursori orizzontali dell oscilloscopio ed agganciateli al canale CH1 (cursori gialli). Spostate i due cursori sulla cresta e sul ventre della sinusoide. Misurate la distanza ( V) fra i cursori. Variate la frequenza del segnale da a 1MHz e conseguentemente la base dei tempi in modo da visualizzare due periodi completi del segnale. Riempite la seguente tabella: V (Ampiezza picco-picco) Verificate la rispondenza della misura con i parametri impostati sul FG. b) Mediante funzione misura Ripetete ora la stessa misura usando le funzionalità di misura dell oscilloscopio. Selezionate la misura Ampiezza picco-picco riferita a CH1. Come al punto precedente variate la frequenza del segnale da a 1MHz e conseguentemente la base dei tempi in modo da visualizzare due periodi completi del segnale. Riempite la seguente tabella: Ampiezza Picco-picco

3 4) Misure di frequenza, periodo e intervalli di tempo a) Mediante cursori Riportate la frequenza del segnale generato a 1KHz e modificate la base di tempi dell oscilloscopio in modo da visualizzare almeno due periodi completi. Cambiate ora il tipo dei cursori in Tempo. Posizionate i due cursori all inizio ed alla fine di un periodo, ovvero in corrispondenza di punti omologhi della sinusoide (preferibilmente ove la derivata è massima in modulo). Misurate la distanza temporale ( t ) fra i cursori (ovvero il periodo del segnale) e calcolate il suo inverso (ovvero la frequenza). Ripetete la misura a 1MHz. t (periodo) 1/ t (frequenza) b) Mediante funzione di misura Ripetete ora la stessa misura usando le funzionalità di misura dell oscilloscopio. Aggiungete le seguenti misure sul canale 1: Periodo, Frequenza. Come al punto precedente variate la frequenza del segnale da a 1MHz e conseguentemente la base dei tempi in modo da visualizzare sempre almeno due periodi completi del segnale. Riempite la seguente tabella: Periodo Frequenza 5) Frequenza di taglio inferiore in accoppiamento AC Rimuovete la terminazione 50Ω dal T inserito presa BNC del canale 1 dell oscilloscopio. Collegate il canale 2 dell oscilloscopio al canale 1 mediante un cavo lungo e inserite la terminazione sul BNC del canale 2 mediante un secondo T come mostrato nelle seguenti foto.

4 Predisponete inizialmente gli strumenti come segue: Generatore di funzioni: Genera sinusoide Frequenza= 100 Hz Amplitude= 3.6 V PP Offset =1V Oscilloscopio : CH1 e CH2 guadagno: 1 V/div. Accoppiamento CH1: DC Accoppiamento CH2: AC Attenuazione sonda 1X Limitazione banda assente Modo acquisizione sample Sorgente trigger CH1 accoppiamento trigger DC Regolate la base dei tempi e la posizione verticalle dell due tracce in modo da visualizzare due periodi del segnale all interno dello schermo. Inserite la schermata attuale (misura a 1 HZ) : premete ALT-F8 + inserisci schermata In questa situazione il canale 1 misura il segnale effettivamente generato, mentre il canale 2 è disaccoppiato dal generatore mediante una capacità di valore elevato che elimina la componente DC, ma che introduce uno zero a bassa frequenza nella funzione di trasferimento. La misura di ampiezza eseguita su CH2 sarà quindi corretta solo per frequenze molto al di sopra della frequenza dello zero (o di taglio inferiore). La frequenza di taglio del filtro può essere individuata diminuendo via via la frequenza del segnale fino a quando l ampiezza misurata su CH2 non risulta attenuata di 3 db corrispondente ad un fattore di attenuazione circa pari a In modalità acquisizione sample misurate il valore picco-picco del segnale acquisito sui due canali al variare della frequenza. Variate via via la base dei tempi ed il guadagno verticale in modo da visualizzare al meglio 1 o 2 periodi. N.B. Per campionamenti più lenti di 50ms/div la modalità di acquisizione è SCAN. In questa modalità la funzione misura non è più attiva ed occorre usare i cursori per misurare le ampiezze. Riempite la seguente tabella:

5 Frequenza [Hz] CH1 V PP (acc. DC) CH2 V PP (acc. AC) CH1 VPP (acc. DC) CH2 VPP (acc. AC) Vpp [V] Frequenza [Hz] Inserite la schermata attuale (misura a 1 HZ) : premete ALT-F8 + inserisci schermata Valutate la frequenza di taglio inferiore in accoppiamento AC come la frequenza in corrispondenza della quale l ampiezza misurata del segnale ha un calo di 3 db ovvero un abbattimento pari ad un fattore La frequenza di taglio inferiore F T è compresa fra. Hz e..hz. 6) Misura dello sfasamento fra due segnali Aumentate ora la frequenza del segnale generato a 10 MHz e riportate a 0V l offset. Modificate la base dei tempi in modo da visualizzare un paio di periodi del segnale. Misurate lo sfasamento ϕ fra i segnali applicati agli ingressi dei due canali come :

6 t ϕ = 2π = T dove t è il ritardo fra punti omologhi misurato con i cursori e T è il periodo misurato con le funzioni di misura dell oscilloscopio oppure con i cursori. Considerate che i punti meglio identificabili sono quelli in cui il segnale ha derivata massima in modulo. Il ritardo misurato corrisponde alla velocità di propagazione del segnale lungo il cavo di lunghezza L che collega gli ingressi CH1 e CH2 dell oscilloscopio. E possibile stimare la velocità di propagazione lungo i cavi come L v = t =