Et Bode -plot er en graf, der beskriver, hvordan et kredsløb reagerer på forskellige frekvenser. Dette fortæller os f.eks., At en forstærker har et dårligt basrespons (lavfrekvent). Ingeniører bruger disse plots til bedre at forstå deres egne designs, til at vælge komponenter til et nyt design eller til at afgøre, om et kredsløb kan blive ustabilt, når de forkerte frekvenser anvendes.
Trin
Del 1 af 8: Udvidet definition
Som tidligere nævnt er et Bode -plot en graf, der beskriver, hvordan et kredsløb reagerer på forskellige frekvenser. Et Bode -plot viser specifikt et kredsløbs gevinst med hensyn til frekvens. Det består faktisk af to grafer: et størrelsesrespons og et faseresvar. For at illustrere dette er et eksempel på Bode -plot vist nedenfor:
Spændingsforøgelse i decibel defineres som:
G_dB = 20*〖log〗 _10 (Vout/Vin).
Positiv forstærkning betyder forstærkning, og negativ forstærkning angiver dæmpning. Så hvis et kredsløb havde en Vout på 1 volt og en Vin på √2 volt (et spændingsfald), ville dets forstærkning være:
G_dB = 20 〖*log〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
Dette -3 dB -mærke er vigtigt, da det angiver, hvor kredsløbets udgangseffekt (ikke spænding!) Er nøjagtigt halvdelen af dets indgangseffekt.
Faseplottet beskriver, hvordan forskellige frekvenser tager relativt kortere eller længere tid at rejse gennem kredsløbet. Enhver frekvens med en faselæsning på -180º eller –π radianer vil være ustabil ved denne frekvens.
For at oprette et Bode -plot fra et eksisterende kredsløb, test kredsløbet med en række frekvenser. Dette område afhænger af den aktuelle applikation, f.eks. Lyd eller dataoverførsel. Stimuler kredsløbets input med en simpel sinusbølge ved frekvenserne af interesse. Mål input og output med et oscilloskop, og sammenlign forskellen mellem de to. Registrer disse forskelle i et regneark, og graf dem derefter for at se det endelige Bode -plot. Dataene kan tabuleres og plottes i hånden i stedet, hvis det ønskes.
[Red. Bemærk: Nogle af figurerne mangler i denne vejledning. Hvis du ved, hvad du skal tilføje, skal du bruge billedadderværktøjet til at uploade de relevante figurer.]
Del 2 af 8: Tilslutning af udstyret
Trin 1. Kontroller, at funktionsgeneratoren og oscilloskopet er forbundet til den nærmeste stikkontakt
Trin 2. Tilslut den første sonde til “50 Ω OUTPUT” -stikket i det forreste nederste højre hjørne af funktionsgeneratoren
- en. Tilslut den røde positive ledning til indgangsterminalen på dit kredsløb.
- b. Tilslut den sorte negative ledning til jordklemmen på dit kredsløb.
Trin 3. Tilslut den anden sonde til “CH 1” -stikket på forsiden af oscilloskopet
- en. Tilslut den røde positive ledning til indgangsterminalen på dit kredsløb.
- b. Tilslut den sorte negative ledning til jordklemmen på dit kredsløb.
Trin 4. Tilslut den tredje sonde til “CH 2” -stikket på forsiden af oscilloskopet
- en. Tilslut den røde positive ledning til udgangsterminalen på dit kredsløb.
- b. Tilslut den sorte negative ledning til jordklemmen på dit kredsløb, (medmindre andet er instrueret af laboratoriet TA).
Trin 5. Sørg for, at kablerne ikke hænger ud over kanten af arbejdsområdet
Trin 6. Dobbelttjek forbindelserne
De skal være som vist i figur 1.
Figur 1 - Dine udstyrsforbindelser
Del 3 af 8: Tænd for udstyret
Trin 1. Tryk på tænd/sluk -knappen (mærket “O/I”) på oversiden af oscilloskopet
Trin 2. Tryk på “POWER” -knappen i øverste højre hjørne forreste af funktionsgeneratoren
Trin 3. Efter at udstyret har udført sin selvtest, skal det ligne det, der er vist i figur 2 (vist i dette trin)
Del 4 af 8: Indstil funktionsgeneratorens frekvens og amplitude
Trin 1. Tryk på knappen nedenfor “FREQ
”På funktionsgeneratoren. Lyset over knappen tændes. Din skærm skal ligne figuren i dette trin.
Trin 2. Juster frekvensen til den laveste frekvens, du ønsker at teste, din startfrekvens
Dette kan gøres med den store urskive på funktionsgeneratoren eller med de fire softtaster under displayet. Knapperne markeret “- val +” ændrer cifret under markøren, og knapperne “” flytter markøren.
Trin 3. Tryk på knappen herunder “AMPL
”På funktionsgeneratoren. Lyset over knappen tændes. Din skærm skal ligne figur 5 nu.
Trin 4. Juster amplituden til den spænding, der er angivet i laboratorieproceduren for kredsløbet, der testes, ved hjælp af den samme drejeknap eller softkeys
Bemærk, at dette er Vpp, spidsen fra top til top. Bølgens maksimale (positive) og minimum (negative) spændinger vil være halvdelen af spidsen fra top til top.
Trin 5. Tryk på knappen “OUTPUT” på funktionsgeneratoren
Lyset til venstre for knappen tændes.
Del 5 af 8: Indstil oscilloskopvinduet
Trin 1. Tryk på knappen "DEFAULT SETUP" i oscilloskopets øverste højre hjørne
Displayet skal ligne figur 6. Bølgen vises muligvis på displayet, eller den viser muligvis kun støj. De næste trin vil bringe det i fokus.
Trin 2. Tryk på knappen "AUTOSET" i oscilloskopets øverste højre hjørne
Displayet skal ligne figur 7, og bølgerne skal vises i fokus.
Trin 3. Tryk på den anden funktionstast ovenfra
Dette fortæller oscilloskopet at vise en enkelt periode af bølgen. Dit display skal ligne det i figur 7.
Oscilloskop-softkey'erne er placeret til højre for displayet
Trin 4. Tryk på knappen "MÅL" øverst i midten af oscilloskopet
Standardmålingsskærmen vises, ligesom den i figur 8.
Trin 5. Tryk på den øverste softkey på oscilloskopet for at vælge den første måling
Tryk på den øverste funktionstast mærket "Kilde", indtil "CH1" er angivet. Tryk på den anden funktionstast fra toppen mærket "Type", indtil "Freq" vises. Dit display skal ligne det i figur 9. Tryk på den nederste softkey for at gå tilbage.
Trin 6. Tryk på den anden funktionstast fra toppen for at vælge den anden måling
Tryk på den øverste funktionstast mærket "Kilde", indtil "CH1" er angivet. Tryk på den anden funktionstast øverst mærket "Type", indtil "Pk-Pk" vises. Dit display skal ligne det i figur 10. Tryk på den nederste softkey for at gå tilbage.
Trin 7. Tryk på den tredje funktionstast fra toppen for at vælge den tredje måling
Tryk på den øverste funktionstast mærket "Kilde", indtil "CH2" er angivet. Tryk på den anden funktionstast fra toppen mærket "Type", indtil "Freq" vises. Dit display skal se ud som det i figur 11. Tryk på den sidste funktionstast (femte fra toppen) for at gå tilbage.
Trin 8. Tryk på den fjerde softkey fra toppen for at vælge den fjerde måling
Tryk på den øverste funktionstast mærket "Kilde", indtil "CH2" er angivet. Tryk på den anden softtast øverst mærket "Type", indtil "Pk-Pk" vises. Dit display skal ligne det i figur 12. Tryk på den nederste softkey for at gå tilbage.
Trin 9. Drej knappen “HORIZONTAL SEC/DIV” lidt mod uret, indtil den klikker en gang
Dit display skal nu vise mere end en periode, ligesom displayet i figur 13. Frekvensmålingerne CH1 og CH2 bør ændre sig fra "?" til den sande læsning.
Trin 10. Tryk på "CURSOR" -knappen øverst i midten af oscilloskopet
Standardskærmen skal ligne den i figur 14.
Trin 11. Tryk på den øverste funktionstast ved siden af "Type", indtil "Tid" er angivet
Midten af den højre kolonne på skærmen viser os de aflæsninger, vi er interesserede i: Δt og ΔV. Herunder vises aflæsningerne for markør 1 og markør 2.
Del 6 af 8: Oprettelse af regnearket til registrering af dine data
Trin 1. Åbn Excel på din laboratoriecomputer og start et nyt regneark
Mærk kolonnerne "Frekvens", "Vin", "dV", "Vout", "Forsinkelse", "Fase" og "Gain".
Trin 2. Under "Frekvens" indtaster du hver frekvens, du planlægger at teste (se dine laboratorieprocedurer)
Trin 3. Indtast denne formel under "Vout" i celle D2:
= B2+C2
Trin 4. Tryk på retur
"= B2+C2" bliver til et nul, da vi ikke har indtastet noget i B2 eller C2.
Trin 5. Tryk på Ctrl+D, og vend derefter tilbage
Formlen kopieres fra D2 til D3, hvor Excel ændrer formlen til "= B3+C3" automatisk. Bliv ved med at trykke på Ctrl+D, og vend derefter tilbage, indtil du udfylder kolonnen for hver af dine frekvenser.
Trin 6. Indtast denne formel under "Fase" i celle F2:
= 2*pi ()*A2*E2
Trin 7. Tryk på retur
Tryk på Ctrl+D, og returner som du gjorde før for at udfylde kolonnen.
Trin 8. Indtast denne formel under "Gain" i celle G2:
= 20*log10 (D2/B2)
Trin 9. Tryk på retur
Tryk på Ctrl+D, og returner som du gjorde før for at udfylde kolonnen. Ignorer fejlene for nu.
Trin 10. Gem dette regneark til brug som en skabelon
Du kan bruge det næste gang du skal oprette et Bode -plot, så du kan springe del 6 over.
Del 7 af 8: Hentning af data for Bode -plottet
Trin 1. Dit oscilloskop skal stadig være på markørdisplayet fra slutningen af del 5
Hvis det ikke er tilfældet, skal du trykke på knappen "CURSOR" øverst i midten af oscilloskopet.
Trin 2. Drej knappen “HORIZONTAL SEC/DIV” for at zoome ind på bølgen, så der vises en enkelt periode
Trin 3. Skub den fjerde funktionstast fra toppen for at vælge markør 1
Trin 4. Drej på knappen "multifunktion" på midten af oscilloskopet for at flytte markøren
Knappen er umærket og er placeret lige over knappen “PRINT”.
Trin 5. Placer markøren, så den flugter med toppen af CH1 (øvre, orange) bølge
Trin 6. Tryk på den sidste funktionstast (femte fra toppen) for at vælge markør 2
Trin 7. Drej på knappen "multifunktion" på midten af oscilloskopet for at flytte markøren
Placer markøren, så den flugter med toppen af CH2 (lavere, i blå) bølge.
Trin 8. Registrer dine data på dit regneark:
- en. Vin - spændingsaflæsning under markør 1 (820 mV i eksemplet ovenfor; registrer dette som 0,820 i dit regneark)
- b. dV - læsningen ud for ΔV (20,0 mV i eksemplet ovenfor; registrer dette som 0,020 i dit regneark)
- c. Forsinkelse - læsningen ud for Δt (160,0 µs i eksemplet ovenfor; registrer dette som 0,000160 i dit regneark).
Del 8 af 8: Oprettelse af Bode -plottet
Trin 1. For Gain -plottet:
Indtast et trin her, og klik derefter på 1. Vælg kolonnerne Frekvens og Forstærkning.
Trin 2. Klik på "Indsæt", og kig efter "Scatter Chart" -indstillingen
Trin 3. Højreklik på den lodrette akse og vælg "Format akse …"
Trin 4. Klik på “Logaritmisk skala”
Trin 5. Højreklik på den vandrette akse og vælg "Format akse …"
Trin 6. Klik på “Logaritmisk skala”
Trin 7. Til faseplottet:
Vælg kolonnerne Frekvens og Forstærkning.
Trin 8. Indtast et trin her, og klik derefter på "Indsæt", og se efter "Scatter Chart" -indstillingen
Trin 9. Højreklik på den vandrette akse og vælg "Format akse …"
Trin 10. Klik på “Logaritmisk skala”
Tips
-
Hvis displayet stadig ser støjende eller uregelmæssigt ud, skal du kontrollere følgende:
- Kontroller, om funktionsgeneratorudgangen er tændt (del 3, trin 5).
- b. Kontroller, om der er løse kabler eller forbindelser (del 1, trin 1-4).
- c. Kalibrer dine prober (spørg TA for instruktioner om dette).
- d. Prøv et andet kabel (del 1, trin 1-4), da kablet kan blive beskadiget.
- Bemærk, at disse markøraflæsninger begge er for den kanal, der er angivet under "Kilde". Bemærk også, at ændring af kildekanalen påvirker begge markører på samme tid. Oscilloskopet tillader os ikke at give hver kanal sin egen markør. Registrer ikke utilsigtet markør 1 som CH1 og markør 2 som CH2 i dine laboratoriedata!
