 Farkas György : Méréstechnika

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

1  Farkas György : Méréstechnika
ÁLTALÁNOS ALAPVETŐ RENDSZER MÉRÉSEK A speciális rendszertechnikai méréseket a szaktárgyakban tanítják

2  Farkas György : Méréstechnika
RENDSZER-JELLEMZŐK NÉGYPÓLUS PARAMÉTEREK MÉRÉSE Be- és kimeneti ellenállás mérése Amplitúdó és fázis frekvenciafüggése Linearitás, kivezérlés vizsgálata Zajtényező mérés Harmonikus és intermodulációs torzítás Impulzustechnikai jellemzők

3 Be- és kimeneti ellenállás
 Farkas György : Méréstechnika Be- és kimeneti ellenállás Helyettesítő modell Rout Rin

4 Bemeneti ellenállás mérése
 Farkas György : Méréstechnika Bemeneti ellenállás mérése R U1 U2 = U1 / 2 Rin Rin =R

5  Farkas György : Méréstechnika
Kimeneti ellenállás mérése Elv és gyakorlat Alapelv: Rout = Uüresjárási / Irövidzárási de a rövidre zárás károsodást okozna! Módszer: Rout = (Uüresjárási - Uterhelt) / Iterhelő viszont a terhelő áram is korlátozott! Célszerű, ha Iterhelő = Imaximális megengedhető mert egyébként nagy lesz a mérési hiba

6 Kimeneti ellenállás mérése
 Farkas György : Méréstechnika Kimeneti ellenállás mérése ??? Iout = U2 /R Iout < IMax R Rout ha U2 = U1 / 2 Rout = R

7  Farkas György : Méréstechnika
Példa a kimeneti ellenállás mérésre (DC PS) Rout=? Iout = 0, Uout = 5V I’out = 1 A, U’out = 4,95V Rout= 50 mV/ 1A = 50 m A feszültségmérésben 0,5% hiba itt az Rout -ban 50% hibát okoz! HIBASZÁMÍTÁS !!!

8 Torzítás mérés

9  Farkas György : Méréstechnika
TORZÍTÁS Uin(t) DUT Uout (t) Általában Uout (t) = a Uin(t - t) Lineáris torzítás: a(), () és t() Nemlineáris torzítás: a (Uin ) Ekkor, ha Uin(t)= U0 sin (0t)  Uout(t) =  Un sin (n 0t) n=1

10  Farkas György : Méréstechnika
Lineáris torzítás Uin(t) DUT Uout (t) Uout (t) = a Uin(t - t) Általában a = fa() t = ft() Illetve harmonikus esetben  = f ()

11 Frekvencia karakterisztika pontonkénti felvétele
Farkas György : Méréstechnika Frekvencia karakterisztika pontonkénti felvétele GEN. DUT OSZC U1 U2  változó U1 állandó a = U2 / U1 = k U2

12 Frekvencia karakterisztika automatizált felvétele
Farkas György : Méréstechnika Frekvencia karakterisztika automatizált felvétele SWEEPG. DUT OSZC EIR Analizátor vagy oszcillosz- kóp VEZÉRLÉS A frekvencia aktuális értékére vonatkozó referencia

13 Sweep generátor diszkrét frekvencia lépésekkel (step)
Farkas György : Méréstechnika Sweep generátor diszkrét frekvencia lépésekkel (step) VCO DUT EIR A/D Regisztráló egység LÉPCSŐJEL GENERÁTOR A frekvencia aktuális értékére vonatkozó adat OSZC

14 Tv mérés diszkrét frekvencia lépésekkel
Farkas György : Méréstechnika Tv mérés diszkrét frekvencia lépésekkel TV adás DUT = TV vevő Oszcilloszkóp sorszelektorral A 18. sorban LÉPCSŐJEL GENERÁTOR A frekvenciák: 0,5 – 1 – 2 – 4 – 4,8 – 5,8 MHz OSZC

15 Sweep generátor folytonos végigsöpréssel (ramp)
Farkas György : Méréstechnika Sweep generátor folytonos végigsöpréssel (ramp) U(t) U’(t) U”(t) FM OSZC DUT EIR Y A frekvenciával arányos feszültség FŰRÉSZOG GENERÁTOR X X U = k  Visszafutás közben (a frekvencia csökkenése alatt) a kimenő feszültség nulla. [U(t)=0]

16 Sweep generátor folytonos végigsöpréssel (ramp)
Farkas György : Méréstechnika Sweep generátor folytonos végigsöpréssel (ramp) U(t) U’(t) U”(t)

17 Fénymodulációs marker és „lovas” marker
Farkas György : Méréstechnika Fénymodulációs marker és „lovas” marker

18 Farkas György : Méréstechnika
SWEEP-SEBESSÉG Ha a sweeppelt áramkörben rezgőkör van, ami rezonálhat, a keletkező tranziensek torzítják az ábrát. (Belengéskor kisebb, lecsengéskor nagyobb lesz a kimeneti feszültség.) Az átviteli görbe kiszélesedhet, eltolódhat. A rezgőkör „lecsengési” időállandója:  = k / B itt k  1/ A sávszélesség: B = f / Q

19 Farkas György : Méréstechnika
SWEEP-SEBESSÉG Az átfutás ideje a sávszélességen : TB = TS B / (ff - fa) Legyen TB >>  Mivel B = f / Q és  = k / B TS / (ff - fa) >> k Q2 / f2 U B f fa ff f TB t TS

20 Fázismérés

21 Fázis karakterisztika pontonkénti felvétele
Farkas György : Méréstechnika Fázis karakterisztika pontonkénti felvétele GEN. Lissa’jous módszer DUT OSZC Y  változó X Az oszcilloszkóp X és Y erősítőjének van saját fázistolása és ezek eltérőek lehetnek !

22 Fázis karakterisztika pontonkénti felvétele
Farkas György : Méréstechnika Fázis karakterisztika pontonkénti felvétele GEN. DUT OSZC Y1 Kétcsatornás módszer Y2  változó A két csatorna fázistolásának frekvencia függvénye megegyező kell legyen!

23 Fázis karakterisztika pontonkénti felvétele
Farkas György : Méréstechnika Fázis karakterisztika pontonkénti felvétele GEN. DUT OSZC Y1 Kiegyenlítéses módszer  változó  Y2 A hiteles fázistolóról olvassuk le a fázisszöget

24 A fázistoló megvalósítása
Farkas György : Méréstechnika A fázistoló megvalósítása Szimmetrikus UR UR U0 U0 UD UC 900 UC

25 A fázistoló megvalósítása
Farkas György : Méréstechnika A fázistoló megvalósítása UR Szimmetrikus UR U0 U0 UD UC 900 Az ÛR és az Ûc vektorok közötti szög minden esetben 900, ezért közös pontjuk egy Thales körön van. UC

26 A fázistoló megvalósítása
Farkas György : Méréstechnika A fázistoló megvalósítása Az ÛR és az Ûc vektorok közötti szög minden esetben 900, ezért közös pontjuk egy Thales körön van. ÛD ÛD A kör középpontjától a körig a sugár, tehát azonos hosszúságú vektor az ÛD mutat. ÛD

27 A fázistoló megvalósítása
Farkas György : Méréstechnika A fázistoló megvalósítása Az ÛR és az Ûc vektorok nagyságától függően az ÛD vektor az Û0 vektorral különböző szöget zár be. UR és/vagy UC megváltoztatásával (elvileg 00 – tól 1800 –ig) változtatható az ÛD és az Û0 közötti szög. Û0 / 2 900 ÛD ÛD ÛD Û0 / 2

28 A fázistoló megvalósítása
Farkas György : Méréstechnika A fázistoló megvalósítása Szimmetrikus UR UD R U0 U0 UD UC 900 Az UR értéke módosítható R megváltoztatásával, és így az ÛD és Û0 vektorok közötti szöget szabályozni lehet. UD

29 Impulzus mérések

30 © Farkas György : Méréstechnika
IMPULZUS JELLEMZŐK IMP. GEN. DUT Y Trigger

31 © Farkas György : Méréstechnika
IMPULZUS JELLEMZŐK Túllövés  % Tetőesés 100%  %

32 © Farkas György : Méréstechnika
IMPULZUS JELLEMZŐK Késleltetési idő TD 50% TI Trigger Impulzus-szélesség

33 © Farkas György : Méréstechnika
IMPULZUS JELLEMZŐK Fel és –lefutási idő 90% 10% Tf Tl

34 A felfutási idő és a sávszélesség kapcsolata
© Farkas György : Méréstechnika A felfutási idő és a sávszélesség kapcsolata Ha az időfüggvény exponenciális: U(t) = U0 (1- e–t/) U1= 10% U2= 90% t1 / = ln (1/0,9)  0,1 t2 / = ln (1/0,1)  2,3 t1 Tf = t2 – t1  2,2  t2 Tf Ha a sávszélesség: B  1 / ( 2 ) Tf [s]  2,2/ 2 B = 0,35 / B [Hz]

35 Felfutási idő mérése oszcilloszkóppal
© Farkas György : Méréstechnika Felfutási idő mérése oszcilloszkóppal Mivel az oszcilloszkóp nem végtelen nagy sávszélességű, a saját felfutási ideje: Tfo > 0 végtelenül meredek bemeneti jelnél. A mért felfutási idő ezért nagyobb a valódinál: Tfm > Tfv Közelítés: T2fm  T2fv + T2fo ahol Tfo  0,35 / Bo

36 Szélessávú erősítő vizsgálata négyszögjellel
© Farkas György : Méréstechnika Szélessávú erősítő vizsgálata négyszögjellel Uin(t) T= 1/f T Uout(t) ha fa > f ha ff < f