Bode grafiği, bir devrenin farklı frekanslara nasıl tepki verdiğini açıklayan bir grafiktir. Bu bize, örneğin, bir amplifikatörün zayıf bas (düşük frekans) yanıtına sahip olduğunu söyler. Mühendisler bu grafikleri kendi tasarımlarını daha iyi anlamak, yeni bir tasarım için bileşenleri seçmek veya yanlış frekanslar uygulandığında bir devrenin kararsız hale gelip gelmeyeceğini belirlemek için kullanırlar.
adımlar
Bölüm 1/8: Genişletilmiş Tanım
Daha önce bahsedildiği gibi, bir Bode grafiği, bir devrenin farklı frekanslara nasıl tepki verdiğini açıklayan bir grafiktir. Bir Bode grafiği, özellikle bir devrenin frekansa göre kazancını gösterir. Aslında iki grafikten oluşur: bir büyüklük tepkisi ve bir faz tepkisi. Bunu göstermek için, aşağıda örnek bir Bode grafiği gösterilmiştir:
Desibel cinsinden voltaj kazancı şu şekilde tanımlanır:
G_dB=20*〖log〗_10 (Vout/Vin).
Pozitif kazanç, amplifikasyon anlamına gelir ve negatif kazanç, zayıflamayı gösterir. Dolayısıyla, bir devrenin Vout'u 1 volt ve Vin'i √2 volt (voltaj düşüşü) olsaydı, kazancı şöyle olurdu:
G_dB=20〖*log〗_10 (1/√2)=-3 dB.
Bu -3 dB işareti önemlidir, çünkü devrenin çıkış gücünün (voltaj değil!) giriş gücünün tam olarak yarısı olduğunu gösterir.
Faz grafiği, farklı frekansların devre boyunca seyahat etmenin nispeten daha kısa veya daha uzun zaman aldığını açıklar. -180º veya –π radyan faz okumasına sahip herhangi bir frekans, bu frekansta kararsız olacaktır.
Mevcut bir devreden bir Bode grafiği oluşturmak için devreyi bir dizi frekansla test edin. Bu aralık, ses veya veri aktarımı gibi eldeki uygulamaya bağlıdır. Devrenin girişini, ilgilenilen frekanslarda basit bir sinüs dalgasıyla uyarın. Giriş ve çıkışı bir osiloskopla ölçün ve ikisi arasındaki farkı karşılaştırın. Bu farklılıkları bir elektronik tabloya kaydedin, ardından nihai Bode grafiğini görmek için grafiklerini çizin. Veriler, istenirse bunun yerine elle tablo haline getirilebilir ve çizilebilir.
[Ed. not: Bu eğitimde bazı rakamlar eksik. Ne ekleyeceğinizi biliyorsanız, ilgili Şekilleri yüklemek için resim toplayıcı aracını kullanın.]
Bölüm 2/8: Ekipmanın bağlanması
Adım 1. Fonksiyon üretecinin ve osiloskopun en yakın AC çıkışına bağlı olduğunu kontrol edin
Adım 2. İlk probu, fonksiyon üretecinin ön sağ alt köşesindeki “50 Ω ÇIKIŞ” konektörüne bağlayın
- a. Kırmızı pozitif ucu devrenizin giriş terminaline bağlayın.
- B. Siyah negatif ucu devrenizin toprak terminaline bağlayın.
Adım 3. İkinci probu osiloskopun önündeki “CH 1” konektörüne bağlayın
- a. Kırmızı pozitif ucu devrenizin giriş terminaline bağlayın.
- B. Siyah negatif ucu devrenizin toprak terminaline bağlayın.
Adım 4. Üçüncü probu osiloskopun önündeki “CH 2” konektörüne bağlayın
- a. Kırmızı pozitif ucu devrenizin çıkış terminaline bağlayın.
- B. Siyah negatif ucu devrenizin toprak terminaline bağlayın (laboratuvar TA tarafından aksi belirtilmedikçe).
Adım 5. Kabloların çalışma alanının kenarından sarkmadığından emin olun
Adım 6. Bağlantıları iki kez kontrol edin
Şekil 1'de gösterildiği gibi olmalıdırlar.
Şekil 1 – Ekipman bağlantılarınız
Bölüm 3/8: Ekipmanı açın
Adım 1. Osiloskopun üst tarafındaki güç düğmesine (“O/I” etiketli) basın
Adım 2. İşlev oluşturucunun ön sağ üst köşesindeki “GÜÇ” düğmesine basın
Adım 3. Ekipman kendi kendini test ettikten sonra, Şekil 2'de gösterilene (bu adımda gösterilen) benzer görünmelidir
Bölüm 4/8: Fonksiyon üreteci frekansını ve genliğini ayarlayın
Adım 1. "FREQ
” fonksiyon üretecinde. Düğmenin üzerindeki ışık yanar. Ekranınız bu adımda gösterilen Şekil'e benzer görünmelidir.
Adım 2. Frekansı, test etmek istediğiniz en düşük frekansa, başlangıç frekansınıza ayarlayın
Bu, fonksiyon üretecindeki büyük kadran veya ekranın altındaki dört yazılım tuşu ile yapılabilir. “- val +” ile işaretli düğmeler imlecin altındaki rakamı değiştirir ve “” düğmeleri imleci hareket ettirir.
3. Adım. "AMPL"nin altındaki düğmeye basın
” fonksiyon üretecinde. Düğmenin üzerindeki ışık yanar. Ekranınız şimdi Şekil 5'e benzer görünmelidir.
Adım 4. Aynı kadran veya yazılım tuşlarını kullanarak genliği, test edilmekte olan devre için laboratuvar prosedüründe belirtilen voltaja ayarlayın
Bunun tepeden tepeye voltaj olan Vpp olduğuna dikkat edin. Dalganın maksimum (pozitif) ve minimum (negatif) voltajları tepeden tepeye voltajın yarısı olacaktır.
Adım 5. Fonksiyon üretecindeki “OUTPUT” düğmesine basın
Düğmenin solundaki ışık yanar.
Bölüm 5/8: Osiloskop penceresini ayarlayın
Adım 1. Osiloskopun sağ üst köşesindeki “DEFAULT SETUP” düğmesine basın
Ekranı Şekil 6'ya benzemelidir. Dalga ekranda görünebilir veya sadece gürültü gösterebilir. Sonraki adımlar onu odak noktasına getirecektir.
Adım 2. Osiloskopun sağ üst köşesindeki “AUTOSET” düğmesine basın
Ekranı Şekil 7'ye benzemeli ve dalgalar odakta görünmelidir.
Adım 3. Üstten ikinci programlanabilir tuşa basın
Bu, osiloskopa dalganın tek bir periyodunu göstermesini söyler. Ekranınız Şekil 7'deki gibi görünmelidir.
Osiloskop yazılım tuşları, ekranın sağında bulunur
Adım 4. Osiloskopun üst orta kısmındaki “ÖLÇ” düğmesine basın
Şekil 8'deki gibi varsayılan ölçüm ekranı gösterilecektir.
Adım 5. İlk ölçümü seçmek için osiloskopun üst ekran tuşuna basın
"Kaynak" etiketli üst ekran tuşuna "CH1" listelenene kadar basın. Üstte "Tip" yazan ikinci ekran tuşuna "Freq" gösterilene kadar basın. Ekranınız Şekil 9'daki gibi görünmelidir. Geri gitmek için alttaki ekran tuşuna basın.
Adım 6. İkinci ölçümü seçmek için üstten ikinci ekran tuşuna basın
"Kaynak" etiketli üst ekran tuşuna "CH1" listelenene kadar basın. "Pk-Pk" görüntülenene kadar üstte "Tip" yazan ikinci yazılım tuşuna basın. Ekranınız Şekil 10'daki gibi görünmelidir. Geri gitmek için alttaki ekran tuşuna basın.
Adım 7. Üçüncü ölçümü seçmek için üstten üçüncü yazılım tuşuna basın
“Kaynak” etiketli üst ekran tuşuna “CH2” listelenene kadar basın. Üstte "Tip" yazan ikinci ekran tuşuna "Freq" gösterilene kadar basın. Ekranınız Şekil 11'deki gibi görünmelidir. Geri gitmek için son yazılım tuşuna (üstten beşinci) basın.
Adım 8. Dördüncü ölçümü seçmek için üstten dördüncü ekran tuşuna basın
“Kaynak” etiketli üst ekran tuşuna “CH2” listelenene kadar basın. "Pk-Pk" görüntülenene kadar üstte "Tip" yazan ikinci yazılım tuşuna basın. Ekranınız Şekil 12'deki gibi görünmelidir. Geri gitmek için alttaki ekran tuşuna basın.
Adım 9. “HORIZONTAL SEC/DIV” düğmesini bir kez tıklayana kadar saat yönünün tersine biraz çevirin
Ekranınız şimdi Şekil 13'teki gibi birden fazla nokta göstermelidir. CH1 ve CH2 frekans ölçümleri “?” den değişmelidir. gerçek okumaya.
Adım 10. Osiloskopun üst orta kısmındaki “CURSOR” düğmesine basın
Varsayılan ekran Şekil 14'teki gibi görünmelidir.
Adım 11. "Zaman" listelenene kadar "Tür"ün yanındaki üst ekran tuşuna basın
Ekranın sağ sütununun ortası bize ilgilendiğimiz okumaları gösterir: Δt ve ΔV. Bunun altında İmleç 1 ve İmleç 2 için okumalar gösterilir.
Bölüm 6/8: Verilerinizi kaydetmek için çalışma sayfasını oluşturma
Adım 1. Laboratuvar bilgisayarınızda Excel'i açın ve yeni bir elektronik tablo başlatın
“Frekans”, “Vin”, “dV”, “Vout”, “Gecikme”, “Faz” ve “Kazanç” sütunlarını etiketleyin.
Adım 2. "Sıklık"ın altında, test etmeyi planladığınız her bir frekansı girin (laboratuar prosedürlerinize bakın)
Adım 3. D2 hücresindeki "Vout"un altına şu formülü girin:
=B2+C2
Adım 4. Geri dön düğmesine basın
B2 veya C2'ye hiçbir şey girmediğimiz için “=B2+C2” sıfıra dönüşür.
Adım 5. Ctrl+D'ye basın, ardından geri dönün
Formül, D2'den D3'e kopyalanır ve Excel, formülünü otomatik olarak "=B3+C3" olarak değiştirir. Ctrl+D'ye basmaya devam edin, ardından frekanslarınızın her biri için sütunu doldurana kadar geri dönün.
Adım 6. F2 hücresindeki "Aşama"nın altına şu formülü girin:
=2*pi()*A2*E2
Adım 7. Geri dön düğmesine basın
Ctrl+D tuşlarına basın, ardından sütunu doldurmak için daha önce yaptığınız gibi geri dönün.
Adım 8. G2 hücresindeki "Kazanç"ın altına şu formülü girin:
=20*log10(D2/B2)
Adım 9. Geri dön düğmesine basın
Ctrl+D'ye basın, ardından sütunu doldurmak için daha önce yaptığınız gibi geri dönün. Şimdilik hataları görmezden gelin.
Adım 10. Şablon olarak kullanmak için bu çalışma sayfasını kaydedin
Bir sonraki Bode grafiği oluşturmanız gerektiğinde, Bölüm 6'yı atlamanıza izin vererek bunu kullanabilirsiniz.
Bölüm 7/8: Bode grafiği için verileri alma
Adım 1. Osiloskopunuz, Bölüm 5'in sonundan itibaren hala imleç ekranında olmalıdır
Değilse, osiloskopun üst ortasındaki “CURSOR” düğmesine basın.
Adım 2. Tek bir periyodun gösterilmesi için dalgayı yakınlaştırmak için “HORIZONTAL SEC/DIV” düğmesini çevirin
Adım 3. İmleç 1'i seçmek için üstten dördüncü yazılım tuşuna basın
Adım 4. İmleci hareket ettirmek için osiloskopun ortasında bulunan “çok fonksiyonlu” düğmeyi çevirin
Düğme etiketsizdir ve “YAZDIR” düğmesinin hemen üzerinde bulunur.
Adım 5. İmleci, CH1 (üst, turuncu) dalgasının en üst noktasıyla aynı hizaya gelecek şekilde konumlandırın
Adım 6. İmleç 2'yi seçmek için son yazılım tuşuna (üstten beşinci) basın
Adım 7. İmleci hareket ettirmek için osiloskopun ortasında bulunan “çok fonksiyonlu” düğmeyi çevirin
İmleci, CH2 (alt, mavi) dalgasının en üst noktasıyla aynı hizaya gelecek şekilde konumlandırın.
Adım 8. E-tablonuza verilerinizi kaydedin:
- a. Vin – İmleç 1 altındaki voltaj okuması (yukarıdaki örnekte 820 mV; bunu elektronik tablonuza 0,820 olarak kaydedin)
- B. dV – ΔV'nin yanındaki okuma (yukarıdaki örnekte 20.0 mV; bunu elektronik tablonuza 0.020 olarak kaydedin)
- C. Gecikme – Δt'nin yanındaki okuma (yukarıdaki örnekte 160.0 µs; bunu hesap tablonuza 0.000160 olarak kaydedin).
Bölüm 8/8: Bode grafiğini oluşturma
Adım 1. Kazanç planı için:
Buraya bir adım girin ve ardından 1. Frekans ve Kazanç sütunlarını seçin.
Adım 2. “Ekle”ye tıklayın ve “Dağılım Grafiği” seçeneğini arayın
Adım 3. Dikey ekseni sağ tıklayın ve “Ekseni Biçimlendir…” seçeneğini seçin.
Adım 4. “Logaritmik ölçek”e tıklayın
Adım 5. Yatay eksene sağ tıklayın ve “Ekseni Biçimlendir…” seçeneğini seçin.
Adım 6. “Logaritmik ölçek”e tıklayın
Adım 7. Faz planı için:
Frekans ve Kazanç sütunlarını seçin.
Adım 8. Buraya bir adım girin ve ardından “Ekle”ye tıklayın ve “Dağılım Grafiği” seçeneğini arayın
Adım 9. Yatay eksene sağ tıklayın ve “Ekseni Biçimlendir…” seçeneğini seçin.
Adım 10. “Logaritmik ölçek”e tıklayın
İpuçları
-
Ekran hala gürültülü veya düzensiz görünüyorsa, aşağıdakileri kontrol edin:
- a. Fonksiyon üreteci çıkışının açık olup olmadığını kontrol edin (bölüm 3, adım 5).
- b. Herhangi bir kablo veya bağlantının gevşeyip gevşemediğini kontrol edin (bölüm 1, adım 1-4).
- c. Problarınızı kalibre edin (bununla ilgili talimatlar için TA'ya danışın).
- d. Kablo hasar görebileceği için başka bir kablo deneyin (bölüm 1, adım 1-4).
- Bu imleç okumalarının her ikisinin de "Kaynak" altında listelenen kanal için olduğunu unutmayın. Ayrıca kaynak kanalı değiştirmenin aynı anda her iki imleci de etkilediğini unutmayın. Osiloskop, her kanala kendi imlecini vermemize izin vermez. Laboratuvar verilerinize yanlışlıkla İmleç 1'i CH1 ve İmleç 2'yi CH2 olarak kaydetmeyin!
