©Farkas György : Méréstechnika

Az előadások a következő témára: "©Farkas György : Méréstechnika"— Előadás másolata:

1 ©Farkas György : Méréstechnika
JELGENERÁTOROK KÖVETELMÉNYEK: Hiteles és stabil kimeneti szint Hiteles és stabil frekvencia Előírásos jelalak (torzítás, fel- és lefutási idő stb.) Terhelhetőség (túlterhelés védelem) Hiteles és stabil kimeneti impedancia (…persze nem abszolút pontosság, csak adott toleranciák…)

2 Farkas György : Méréstechnika
Megjegyzés A frekvencia dimenziója : 1/idő A jelölése általában f ,  vagy  A kettő közötti különbség rendszerint a mértékegységben van csak: [f] = Hz = 1/s gyakran:  = 2  f, ekkor[] = rad/s de lehet [] = Hz is !!!

3 ©Farkas György : Méréstechnika
JELFORRÁS ALAP OSZC FREKVENCA MÓDOSÍTÁS. JELALAK MÓDOSÍTÁS. IN IN: trigger, szinkron, frekvencia vezérlés OSZC

4 ©Farkas György : Méréstechnika
OSZCILLÁTOROK Aktivitás: folytonos, relaxációs Vezérlés: indíthatóság, programozhatóság Frekvencia meghatározó elemek: LC, koncentrált (üreg, tápvonal), RC, kvarc Frekvencia változtatás: fix frekvencia (kvarc)  hangolható (VFO) vezérelhető (VCO) modulálható (FMO)

5 A frekvencia módosítása
Farkas György : Méréstechnika A frekvencia módosítása A frekvenciának változtathatónak kell lennie A kiindulás csak nagypontosságú oszcillátor lehet A kristály-oszcillátor frekvenciája nem változtatható A frekvencia stabilitását a frekvencia változtatása (a kívánt érték állítása) nem ronthatja el A dekadikus beállíthatóság gyakori követelmény A programozhatóság (vezérelhető frekvencia változtatás) gyakran követelmény

6 Voltage Controled Oscillator
Farkas György : Méréstechnika Voltage Controled Oscillator Feszültséggel vezérelt oszcillátor Vezérlés VCO Frekvencia mérés A frekvencia beállítása

7 Farkas György : Méréstechnika
Frekvencia osztás 0 Alap-oszcillátor Frekvencia osztó 0 /n Nem szinuszos jel: osztás számlálással

8 Frekvencia sokszorozás
Farkas György : Méréstechnika Frekvencia sokszorozás 0 Alap-oszcillátor Frekvencia sokszorozó k0 Ahol k = 1,2,3,…n…, tehát a spektrum:  0 30 50 20 40

9 Frekvencia sokszorozás és szűrés
Farkas György : Méréstechnika Frekvencia sokszorozás és szűrés 0 k0 n0 Alap-oszcillátor Frekvencia sokszorozó Szűrő k = 1, 2, 3,… n-1, n, n+1,… Az n-edik harmonikus kiválasztásának nehézsége: az (n-1)-edik és az (n+1)-edik kiszűrése nehezen realizálható, változtatható frekvenciájú, nagy-meredekségű szűrőt kíván.

10 Farkas György : Méréstechnika
Frekvenciák keverése „Üttetéses” (heterodyn) eljárás 1 1.Alap-oszcillátor Keverő Szűrő 2 2. Alap-oszcillátor n1 1  n2 2, n1 és n2 = 0,1,2, …m...

11 Farkas György : Méréstechnika
Frekvenciák keverése „Üttetéses” (heterodyn) eljárás 1 1.Alap-oszcillátor Keverő Szűrő 2 2. Alap-oszcillátor n1 1  n2 2, n1 és n2 = 0,1,2, …m... m1 1 + m2 2

12 Farkas György : Méréstechnika
Frekvenciaspektrum 22 21 Stb.  2 - 1 1 2

13 Farkas György : Méréstechnika
Aluláteresztő szűrő  1 2 2 - 1

14 Farkas György : Méréstechnika
Aluláteresztő szűrő  2 - 1

15 Például „üttetéses” sweepgenerátor
Farkas György : Méréstechnika Például „üttetéses” sweepgenerátor 1 = 100 MHz 2 = 100…120 MHz szűrő  20 MHz  = 0…20 MHz

16 Farkas György : Méréstechnika
Phase Locked Loop Fáziszárt hurok in Fázis-detektor VCO out  Frekvencia módosítás  = n out out = in /n  = in  = out /n out = in • n

17 ©Farkas György : Méréstechnika
JELGENERÁTOROK Szélessávú szinuszos generátor Teljesítmény-hanggenerátor Modulált-jel generátorok Sweep generátor (wobbler) Impulzus generátor Függvény generátor

18 SZINUSZOS JELGENERÁTOR
© Farkas György : Méréstechnika SZINUSZOS JELGENERÁTOR U0 U = a U0 OSZC OUTP  U0 a Szélessávú (pl.  =1Hz-10 MHz) OUTP.: szintbeállítás (leosztás), impedancia illesztés, túlterhelés védelem. OSZC

19 TELJESÍTMÉNY HANGGENERÁTOR
© Farkas György : Méréstechnika TELJESÍTMÉNY HANGGENERÁTOR U0 OUTP OSZC  U0 a OUTP.: teljesítmény erősítés, szintbeállítás (folyamatos és fokozatos: U=U0 • a), impedancia illesztés (esetek: Rout=RLopt, Rout<< RL) terhelhetőség: Pout  Pmax, RL RLopt Uout  Umax, de Pmax csak RLopt-nál, ebből Umax kiszámítandó! OSZC

20 NÉGYSZÖGJEL- és IMPULZUSGENERÁTOR
© Farkas György : Méréstechnika NÉGYSZÖGJEL- és IMPULZUSGENERÁTOR Követelmények: Változtatható impulzus szélesség, frekvencia, amplitúdó, polaritás, késleltetés Indíthatóság, modulálhatóság Fel- és lefutási meredekség, tetőesés.

21 NÉGYSZÖGJELGENERÁTOR
© Farkas György : Méréstechnika NÉGYSZÖGJELGENERÁTOR Input egység Output egység Oszcillátor TP a Input egység: Indítás Szinkronozás Kapuzás Output egység: Teljesítmény erősítés Szint beállítás (osztó) Védelem

22 © Farkas György : Méréstechnika
IMPULZUSGENERÁTOR TP Trigger kimenet Oszcillátor Jelformáló Késleltető Monost. Outp. TK TI UI Külső trigger bemenet Külső trigger bemenet

23 IMPULZUSGENERÁTOR JELALAKOK
© Farkas György : Méréstechnika IMPULZUSGENERÁTOR JELALAKOK VEZÉRLŐJEL KOMPARÁLÁSI SZINT TRIGGERJEL TK KÉSLELTETETT TRIGGERJEL KIMENETI NÉGYSZÖGJEL TI TP

24 © Farkas György : Méréstechnika
FÜGGVÉNY GENERÁTOR Jelalakok: négyszög, háromszög, szinusz Követelmények: Változtatható: frekvencia, impulzus szélesség, amplitúdó, polaritás Indíthatóság, modulálhatóság Csökkentett minőségi elvárások (jelalak, torzítás)

25 © Farkas György : Méréstechnika
FÜGGVÉNYGENERÁTOR Oszcillátor és jelformáló Amplitúdó modulátor Output egység Frekvencia-moduláció bemenet

26 HÁROMSZÖGJEL ELŐÁLLÍTÁSA
© Farkas György : Méréstechnika HÁROMSZÖGJEL ELŐÁLLÍTÁSA U(t) = (1/C)  i() d I U(t) Ha i() = I = állandó U(t) =I t/C U(t) I t

27 HÁROMSZÖGJEL frekvencia beállítás
© Farkas György : Méréstechnika HÁROMSZÖGJEL frekvencia beállítás folyamatos fokozatos Áram generátor Outp. U1 U4 Vezér- lés Kompa-rátor EIR U3 (abszolút érték) U2

28 HÁROMSZÖGJEL ELŐÁLLÍTÁSA
© Farkas György : Méréstechnika HÁROMSZÖGJEL ELŐÁLLÍTÁSA U1 t UK U2 t U3 t U4 t

29 HÁROMSZÖG OSZCILLÁTOR
© Farkas György : Méréstechnika HÁROMSZÖG OSZCILLÁTOR Uk = I T / 2C Ebből  = 1/T = I / 2 Uk C Például, ha Uk = 10 V, I = 10 mA, C = 10 nF. Akkor T = 20 s,  = 50 kHz

30 FŰRÉSZFOGJEL ELŐÁLLÍTÁSA
© Farkas György : Méréstechnika FŰRÉSZFOGJEL ELŐÁLLÍTÁSA Frekvencia változtatása: fel-, lefutási meredekséggel = I és C értékével valamint a feszültségkomparátor Uk szintjének megváltoztatásával lehetséges, de az Uk egyszerre változtatná meg az amplitúdót és a frekvenciát! A fel-, lefutási idő arányának változtatása: I+ és I - arányának változtatásával lehetséges Az U3 impulzus szélességét a feszültségkomparátor hiszterézise befolyásolja Frekvencia moduláció: I modulálásával

31 FŰRÉSZFOGJEL ELŐÁLLÍTÁSA
© Farkas György : Méréstechnika FŰRÉSZFOGJEL ELŐÁLLÍTÁSA U1 t UK U2 t U3 t U4 t

32 FŰRÉSZFOGJEL ELŐÁLLÍTÁSA
© Farkas György : Méréstechnika FŰRÉSZFOGJEL ELŐÁLLÍTÁSA U1 t Kisebb töltőáram, kisebb meredekség, hosszabb idő U3 U4 t

33 © Farkas György : Méréstechnika
FÜGGVÉNYGENERÁTOR Jelformálók FG Sin További egységek Egyetlen IC:  = 0,1 Hz…20 MHz időarány = 10%…90%

34 KETTŐS FÜGGVÉNYGENERÁTOR
© Farkas György : Méréstechnika KETTŐS FÜGGVÉNYGENERÁTOR  FG I Modulált jel FM AM  FG II Moduláló jel