Bevezetés a méréstechnikába és jelfeldolgozásba Tihanyi Attila 2007 március 27

Ellenállások Fajlagos ellenállás alapján hosszú vezeték

Nagy az induktivitása Bifiláris Trükkös tekercselés Nagy mechanikai szilárdsági követelmény miatt vastag vezeték szükséges

Ellenállások mint gyártmány Rétegellenállás Kivezetési hibák Szén v Fém Hőmérséklet együttható Negatív vagy pozitív SMD technológia

Ellenállás értéksorok Minden elektronikus alkatrészre általánosítva

Teljesítmény adatok 0,1W 0,2W 0,5W 1W 2W 5W 10W 20W 50W Ellenállás értéksorok E 6 (±20%-os tűréshatár), E 12 (±10%-os tűréshatár), E 24 (±5%-os tűréshatár), E 48 (±2,5%-os tűréshatár), E 96 (±1,0%-os tűréshatár), E192 (±0,5%-os tűréshatár). Teljesítmény adatok 0,1W 0,2W 0,5W 1W 2W 5W 10W 20W 50W

Ellenállások alkalmazása Méréshatár kiterjesztés feszültségosztóval Műszerhiba követelmény Szokásos méréshatárok Hiba meghatározás Vegyes hiba Hibaszámítási módszerek

A feladat Műszer adatok Méréshatár kiterjesztés U2 azonos U1-el azaz 20*log(U2/U1) -> 0dB U2 10 dB-el alacsonyabb U1-nél -10dB=20*log(U2/U1) -> U2/U1 = 31,6% U2 20 dB-el alacsonyabb U1-nél -20dB=20*log(U2/U1) -> U2/U1 = 10,0% Méréshatárok: 100mV; 316mV; 1000mV A műszer hibája a használt tartományon 1%! -> 3db ellenállás kell Műszer adatok 100mV végkitérés Rb=2Kohm R1 X1% R2 X2% Rn Xn% U U1 U2 Méréshatár kiterjesztés 100mV –tól 1V-ig Rbe >= 1Kohm Herr = Hműszer + Hosztó Herr <=2%

A mérőeszköz hibája

A megoldás R1= X1% R2= X2% R3= X3% U 0dB -10dB -20dB U2 Rb U1 Rbe 0 dB-en feszültség osztás nincs, megkötés csak Rbe >= 1Kohm tehát R1+R2+R3 >= 2Kohm

-10dB-en feszült osztás 31.6% tehát az ((R2+R3) x Rb) ellenálláson eső feszültség R1 ellenálláson 68,4% a feszültség esés A megoldás R1 X1% R2 X2% R3 X3% U 0dB -10dB -20dB U1 Rbe U2 Rb R2+R3 = 924ohm Re

A feszültség ezen a ponton az átkapcsolás miatt megváltozott! A megoldás Az R3-al párhuzamosan van a műszer és ezen az ellenálláson esik a bemenő feszültség 10%-a. (-20dB) Az R1 sorba van kötve az R2-vel és rajtuk esik a bemenő feszültség 90%-a. A körben folyó áram Figyelem! A feszültség ezen a ponton az átkapcsolás miatt megváltozott! R1=1,368K X1% R2 X2% R3 X3% U 0dB -10dB -20dB U1 Rbe U2 Rb

Számítási eredmények R1 = 1,368 kohm R2 = 668,75 ohm R3 = 255,25 ohm R2+R3 = 924ohm R1 = 1,368 kohm R2 = 668,75 ohm R3 = 255,25 ohm

R1 = 1,368 kohm R2 = 668,75 ohm R3 = 255,25 ohm

Változtatható ellenállások

Az ellenállás-pálya és -érték kapcsolat

Feszültségosztó I R1 Ube R2 Uki

Híd kapcsolás

Nem lineáris ellenállások r = differenciális ellenállás NTK PTK VDR

NTK Melegen nem vezető ellenállások -2%/°C -7%/°C

PTK Hidegen vezető ellenállások

PTK feszültség áram karakterisztikája

VDR Feszültségfüggő ellenállások

VDR feszültség áram karakterisztikája 1A-hoz tartozó feszültség Szabályozási tényező A jelleggörbe meredeksége

VDR számítások

Munkapont 1Kohm 400V 260V

Számítási példák R=2K R=2K R=2K G G U=10V U=10V R=1K

Számítási példák R=2K R=2K R=2K G G U=10V U=10V R=1K

Számítási példák R=2K R=2K Re=1K R=2K G G U=10V U=10V U=5V R=1K

Kapacitás

Kapacitás feszültsége Színskála azonos az ellenállásokkal 1-2 gyűrű érték 3 gyűrű nagyságrend 4 gyűrű tűrés 5 gyűrű feszültség Arany = 1000V Ezüst = 2000V Színtelen = 5000V

Kapacitások kapcsolásai Kapacitások soros kapcsolása Kapacitások párhuzamos kapcsolása

Induktivitás

Induktivitások kapcsolásai Induktivitások soros kapcsolása Induktivitások párhuzamos kapcsolása

Alkalmazás példa R1 R1 C1 R2 R2 C2 Idealizált eset Valósághű modell Kompenzálás

Meggondolások !!! Frekvenciafüggetlen !!!

Egyszerű RLC tagok

Összefüggések Két egység szabadon választható Legyen

Választott egységekben

Logaritmikus egységek Decibel Ha R1= Re

Gyakorlati értékek dBW Abszolut teljesítmény szint dBm

Logaritmikus frekvencia egységek Dekád Oktáv

RC tag

RC tag

Négypólusok I2 I1 NP U1 Passzív és aktív négypólusok U2

Négypólusok Passzív és aktív négypólusok Bemeneti impedancia Xb=U1/I1 NP U2 U1 Passzív és aktív négypólusok Bemeneti impedancia Xb=U1/I1 Kiemeneti impedancia Xk=U2/I2 Meredekség m=U2/U1 Áramerősítési tényező β=I2/I1

Impedancia jellemzés U1=Z11*I1 + Z12*I2 U2=Z21*I1 + Z22*I2 I1=Y11*U1 - Y12*U2 I2=-Y21*U1 + Y22*U2 Figyelem! Figyelem!

Áramerősítési tényező H paraméterek Feszültség erősítés m U1 = H11*I1 + H12*U2 I2 = -H21*I1 + H22*U2 Áramerősítési tényező β

RC tag mint négypólus Bemeneti áram abszolút értéke

RC tag mint négypólus Kimeneti feszültség abszolút értéke

RC tag mint négypólus Feszültségerősítés abszolút értéke

Időfüggvény Ube Uki t Ur Exponenciális t Uc

Törésponti frekvencia Boode 1. fokú Törésponti frekvencia A f -3dB -20dB/D

Statikus mérőpanel

Dióda mérés 680ohm 5V Kétpólus Umért [V]

Valódi karakterisztika I [mA] Valódi karakterisztika Maximális áram Munkapont Munkaegyenes Im[mA] Um[V] U [V] Maximális feszültség

Karakterisztika I [mA] Im[mA] Um[V] U [V]

Földelt emitteres paraméterek Négypólus

Tranzisztor mérés Ic Négypólus Ib

Tranzisztor mérés Ic Munkaegyenes Munkapont Ib3 Ic3 Ib Munkapont Ib2 Um3 Um2 Um1 Uce

Tranzisztor mérés Munkaegyenes Ic Munkapont Ib3 Ic3 Munkapont Ib2 Ib Um3 Um2 Um1 Uce