Et Bode -plott er en graf som beskriver hvordan en krets reagerer på forskjellige frekvenser. Dette forteller oss for eksempel at en forsterker har dårlig bassrespons (lavfrekvent). Ingeniører bruker disse tomtene for å bedre forstå sine egne design, for å velge komponenter til et nytt design, eller for å avgjøre om en krets kan bli ustabil når feil frekvenser brukes.
Trinn
Del 1 av 8: Utvidet definisjon
Som tidligere nevnt er et Bode -plott en graf som beskriver hvordan en krets reagerer på forskjellige frekvenser. Et Bode -plott viser spesifikt en krets gevinst med hensyn til frekvens. Den består faktisk av to grafer: en størrelsesrespons og en faserespons. For å illustrere dette, er et eksempel på Bode -plott vist nedenfor:
Spenningsøkning i desibel er definert som:
G_dB = 20*〖log〗 _10 (Vout/Vin).
Positiv forsterkning betyr forsterkning, og negativ forsterkning indikerer demping. Så hvis en krets hadde en Vout på 1 volt og en Vin på √2 volt (et spenningsfall), ville gevinsten være:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Dette -3 dB -merket er viktig, ettersom det indikerer hvor kretsens utgangseffekt (ikke spenning!) Er nøyaktig halvparten av inngangseffekten.
Faseplottet beskriver hvordan forskjellige frekvenser tar relativt kortere eller lengre tid å reise gjennom kretsen. Enhver frekvens med faselesning på -180º eller –π radianer vil være ustabil ved den frekvensen.
For å lage et Bode -plot fra en eksisterende krets, test kretsen med et frekvensområde. Dette området avhenger av den aktuelle applikasjonen, for eksempel lyd eller dataoverføring. Stimuler kretsens inngang med en enkel sinusbølge ved frekvensene av interesse. Mål input og output med et oscilloskop, og sammenlign forskjellen mellom de to. Registrer disse forskjellene i et regneark, og graf dem deretter for å se det endelige Bode -plottet. Dataene kan tabelleres og plottes for hånd i stedet, hvis ønskelig.
[Red. Merk: Noen av figurene mangler i denne opplæringen. Hvis du vet hva du skal legge til, kan du bruke bildeadderverktøyet til å laste opp de relevante figurene.]
Del 2 av 8: Koble til utstyret
Trinn 1. Kontroller at funksjonsgeneratoren og oscilloskopet er koblet til det nærmeste vekselstrømuttaket
Trinn 2. Koble den første sonden til “50 Ω OUTPUT” -kontakten i nedre høyre hjørne på funksjonsgeneratoren
- en. Koble den røde positive ledningen til inngangsterminalen på kretsen din.
- b. Koble den svarte negative ledningen til jordterminalen på kretsen din.
Trinn 3. Koble den andre sonden til “CH 1” -kontakten på forsiden av oscilloskopet
- en. Koble den røde positive ledningen til inngangsterminalen på kretsen din.
- b. Koble den svarte negative ledningen til jordterminalen på kretsen din.
Trinn 4. Koble den tredje sonden til “CH 2” -kontakten på forsiden av oscilloskopet
- en. Koble den røde positive ledningen til utgangsterminalen på kretsen din.
- b. Koble den svarte negative ledningen til jordterminalen på kretsen din, (med mindre annet er instruert av laboratoriet TA).
Trinn 5. Pass på at kablene ikke henger over kanten på arbeidsområdet
Trinn 6. Dobbeltsjekk tilkoblingene
De skal være som vist i figur 1.
Figur 1 - Tilkoblingen til utstyret ditt
Del 3 av 8: Slå på utstyret
Trinn 1. Trykk på strømknappen (merket "O/I") på oversiden av oscilloskopet
Trinn 2. Trykk på “POWER” -knappen øverst til høyre i funksjonsgeneratoren
Trinn 3. Etter at utstyret har utført sin egen test, skal det se ut som det som er vist i figur 2 (vist i dette trinnet)
Del 4 av 8: Still inn funksjonsgeneratorens frekvens og amplitude
Trinn 1. Trykk på knappen under “FREQ
”På funksjonsgeneratoren. Lyset over knappen tennes. Skjermen din skal ligne på figuren som vises i dette trinnet.
Trinn 2. Juster frekvensen til den laveste frekvensen du ønsker å teste, startfrekvensen
Dette kan gjøres med den store skiven på funksjonsgeneratoren, eller med de fire funksjonstastene under displayet. Knappene merket “- val +” endrer sifferet under markøren, og “” knappene flytter markøren.
Trinn 3. Trykk på knappen under “AMPL
”På funksjonsgeneratoren. Lyset over knappen tennes. Skjermen din skal se ut som figur 5 nå.
Trinn 4. Juster amplituden til spenningen som er spesifisert i laboratorieprosedyren for kretsen som testes, ved hjelp av den samme skiven eller funksjonstastene
Legg merke til at dette er Vpp, topp-til-topp-spenningen. Maksimal (positiv) og minimum (negativ) spenning av bølgen vil være halvparten av topp-til-topp-spenningen.
Trinn 5. Trykk på knappen “OUTPUT” på funksjonsgeneratoren
Lyset til venstre for knappen tennes.
Del 5 av 8: Still inn oscilloskopvinduet
Trinn 1. Trykk på “DEFAULT SETUP” -knappen øverst til høyre i oscilloskopet
Displayet skal ligne på figur 6. Bølgen kan vises på skjermen, eller den kan bare vise støy. De neste trinnene vil bringe det i fokus.
Trinn 2. Trykk på “AUTOSET” -knappen øverst til høyre i oscilloskopet
Displayet skal ligne på figur 7, og bølgene skal vises i fokus.
Trinn 3. Trykk på den andre funksjonstasten fra toppen
Dette forteller oscilloskopet å vise en enkelt periode av bølgen. Skjermen skal se ut som den på figur 7.
Oscilloskop-funksjonstastene er plassert til høyre for displayet
Trinn 4. Trykk på "MÅL" -knappen øverst i midten av oscilloskopet
Standardmålingsskjermen vil vises, som den på figur 8.
Trinn 5. Trykk på den øverste funksjonstasten på oscilloskopet for å velge den første målingen
Trykk på den øverste funksjonstasten merket “Kilde” til “CH1” er oppført. Trykk på den andre funksjonstasten øverst merket “Type” til “Freq” vises. Skjermen skal se ut som den på figur 9. Trykk på den nedre funksjonstasten for å gå tilbake.
Trinn 6. Trykk på den andre funksjonstasten fra toppen for å velge den andre målingen
Trykk på den øverste funksjonstasten merket “Kilde” til “CH1” er oppført. Trykk på den andre funksjonstasten øverst merket “Type” til “Pk-Pk” vises. Skjermen skal se ut som den på figur 10. Trykk på den nedre funksjonstasten for å gå tilbake.
Trinn 7. Trykk på den tredje funksjonstasten fra toppen for å velge den tredje målingen
Trykk på den øverste funksjonstasten merket “Kilde” til “CH2” er oppført. Trykk på den andre funksjonstasten øverst merket “Type” til “Freq” vises. Skjermen skal se ut som den på figur 11. Trykk på den siste funksjonstasten (femte fra toppen) for å gå tilbake.
Trinn 8. Trykk på den fjerde funksjonstasten fra toppen for å velge den fjerde målingen
Trykk på den øverste funksjonstasten merket “Kilde” til “CH2” er oppført. Trykk på den andre funksjonstasten øverst merket “Type” til “Pk-Pk” vises. Skjermen skal se ut som den på figur 12. Trykk på den nedre funksjonstasten for å gå tilbake.
Trinn 9. Vri “HORIZONTAL SEC/DIV” -knappen litt mot klokken til den klikker en gang
Skjermen din skal nå vise mer enn én periode, som displayet i figur 13. Frekvensmålingene CH1 og CH2 bør endres fra "?" til den sanne lesningen.
Trinn 10. Trykk på "CURSOR" -knappen øverst i midten av oscilloskopet
Standardskjermen skal se ut som den på figur 14.
Trinn 11. Trykk på den øverste funksjonstasten ved siden av "Type" til "Tid" er oppført
Midt i høyre kolonne på skjermen viser vi avlesningene vi er interessert i: Δt og ΔV. Under det vises avlesningene for markør 1 og markør 2.
Del 6 av 8: Opprette regnearket for å registrere dataene dine
Trinn 1. Åpne Excel på laboratoriemaskinen og start et nytt regneark
Merk kolonnene "Frekvens", "Vin", "dV", "Vout", "Forsinkelse", "Fase" og "Gain".
Trinn 2. Under "Frekvens" angir du hver frekvens du planlegger å teste (se laboratorieprosedyrene)
Trinn 3. Under "Vout" i celle D2, skriver du inn denne formelen:
= B2+C2
Trinn 4. Trykk på retur
"= B2+C2" blir til null siden vi ikke har angitt noe i B2 eller C2.
Trinn 5. Trykk Ctrl+D, og returner deretter
Formelen blir kopiert fra D2 til D3, med Excel som endrer formelen til "= B3+C3" automatisk. Fortsett å trykke Ctrl+D og gå tilbake til du fyller kolonnen for hver av dine frekvenser.
Trinn 6. Under "Fase" i celle F2, skriver du inn denne formelen:
= 2*pi ()*A2*E2
Trinn 7. Trykk på retur
Trykk Ctrl+D, og gå tilbake som du gjorde før for å fylle kolonnen.
Trinn 8. Under “Gain” i celle G2, skriver du inn denne formelen:
= 20*log10 (D2/B2)
Trinn 9. Trykk på retur
Trykk Ctrl+D, og gå tilbake som du gjorde før for å fylle kolonnen. Ignorer feilene foreløpig.
Trinn 10. Lagre dette regnearket som en mal
Du kan bruke den neste gang du trenger å lage et Bode -plot, slik at du kan hoppe over del 6.
Del 7 av 8: Få dataene for Bode -plottet
Trinn 1. Oscilloskopet ditt bør fortsatt være på markørdisplayet fra slutten av del 5
Hvis det ikke er det, trykker du på "CURSOR" -knappen øverst i midten av oscilloskopet.
Trinn 2. Drei på “HORIZONTAL SEC/DIV” -knappen for å zoome inn på bølgen, slik at en enkelt periode vises
Trinn 3. Trykk den fjerde funksjonstasten fra toppen for å velge markør 1
Trinn 4. Drei på multifunksjonsknappen på midten av oscilloskopet for å flytte markøren
Knappen er umerket og er plassert like over “PRINT” -knappen.
Trinn 5. Plasser markøren slik at den er på linje med toppen av CH1 (øvre, oransje) bølge
Trinn 6. Trykk på den siste funksjonstasten (femte fra toppen) for å velge markør 2
Trinn 7. Drei på multifunksjonsknappen på midten av oscilloskopet for å flytte markøren
Plasser markøren slik at den er på linje med toppen av CH2 (nedre, i blått) bølge.
Trinn 8. Registrer dataene i regnearket:
- en. Vin - spenningsavlesningen under markør 1 (820 mV i eksemplet ovenfor; registrer dette som 0,820 i regnearket)
- b. dV - avlesningen ved siden av ΔV (20,0 mV i eksemplet ovenfor; registrer dette som 0,020 i regnearket)
- c. Forsinkelse - avlesningen ved siden av Δt (160,0 µs i eksemplet ovenfor; registrer dette som 0,000160 i regnearket).
Del 8 av 8: Opprette Bode -tomten
Trinn 1. For Gain -plottet:
Skriv inn ett trinn her, og klikk deretter 1. Velg kolonnene Frekvens og forsterkning.
Trinn 2. Klikk "Sett inn" og se etter "Spredningsdiagram" -alternativet
Trinn 3. Høyreklikk på den vertikale aksen og velg "Format akse …"
Trinn 4. Klikk på “Logaritmisk skala”
Trinn 5. Høyreklikk på den horisontale aksen og velg "Format akse …"
Trinn 6. Klikk på “Logaritmisk skala”
Trinn 7. For faseplottet:
Velg kolonnene Frekvens og Gain.
Trinn 8. Skriv inn ett trinn her, klikk deretter på "Sett inn" og se etter "Scatter Chart" -alternativet
Trinn 9. Høyreklikk på den horisontale aksen og velg "Format akse …"
Trinn 10. Klikk på “Logaritmisk skala”
Tips
-
Hvis displayet fremdeles ser støyende eller uregelmessig ut, sjekk følgende:
- Kontroller om funksjonsgeneratorutgangen er på (del 3, trinn 5).
- b. Sjekk om noen kabler eller tilkoblinger har løsnet (del 1, trinn 1-4).
- c. Kalibrer sonderne dine (be TA om instruksjoner om dette).
- d. Prøv en annen kabel (del 1, trinn 1-4) da kabelen kan bli skadet.
- Vær oppmerksom på at disse markøravlesningene begge er for kanalen oppført under "Kilde". Vær også oppmerksom på at endring av kildekanal påvirker begge markørene samtidig. Oscilloskopet lar oss ikke gi hver kanal sin egen markør. Ikke registrer Cursor 1 som CH1 og Cursor 2 som CH2 i laboratoriedataene dine!
