עלילת בודה היא גרף המתאר כיצד מעגל מגיב לתדרים שונים. זה אומר לנו, למשל, שלמגבר יש תגובה גרועה של בס (בתדר נמוך). מהנדסים משתמשים במגרשים אלה כדי להבין טוב יותר את העיצובים שלהם, לבחור רכיבים לעיצוב חדש או לקבוע אם מעגל יכול להיות לא יציב כאשר התדרים הלא נכונים מוחלים.
צעדים
חלק 1 מתוך 8: הגדרה מורחבת
כפי שצוין לעיל, עלילת Bode היא גרף המתאר כיצד מעגל מגיב לתדרים שונים. עלילת בודה מציגה באופן ספציפי את הרווח של מעגל ביחס לתדר. למעשה הוא מורכב משני גרפים: תגובת גודל ותגובת פאזה. כדי להמחיש זאת, מוצגת להלן חלקת בודה לדוגמא:
עליית מתח בדציבלים מוגדרת כ:
G_dB = 20*〖יומן〗 _10 (Vout/Vin).
רווח חיובי פירושו הגברה, ורווח שלילי מצביע על היחלשות. אז אם למעגל היה Vout של 1 וולט ו- Vin של √2 וולט (ירידת מתח), הרווח שלו יהיה:
G_dB = 20 〖*יומן〗 _10 (1/√2) =-3 dB.
סימן -3 dB זה חשוב, מכיוון שהוא מציין היכן הספק המוצא של המעגל (לא מתח!) הוא בדיוק חצי מכוח הכניסה שלו.
עלילת הפאזה מתארת כיצד תדרים שונים לוקחים זמן קצר יותר או ארוך יותר לנסוע במעגל. כל תדר עם קריאת פאזה של -180º או –π רדיאנים לא יהיה יציב בתדר זה.
כדי ליצור מגרש Bode ממעגל קיים, בדוק את המעגל עם טווח תדרים. טווח זה תלוי ביישום בהישג יד, כגון שמע או העברת נתונים. לעורר את קלט המעגל עם גל סינוס פשוט בתדרי העניין. מדוד את הקלט והפלט בעזרת אוסצילוסקופ, והשווה את ההבדל בין השניים. רשום את ההבדלים האלה בגיליון אלקטרוני ולאחר מכן גרף אותם כדי לראות את העלילה האחרונה של Bode. ניתן לטעון ולנתח את הנתונים ביד במקום זאת, אם תרצה בכך.
[עורך. הערה: חלק מהנתונים חסרים במדריך זה. אם אתה יודע מה להוסיף, השתמש בכלי הוספת תמונות כדי להעלות את הדמויות הרלוונטיות.]
חלק 2 מתוך 8: חיבור הציוד
שלב 1. בדוק שמחולל הפונקציות והאוסילוסקופ מחוברים לשקע החשמל הקרוב ביותר
שלב 2. חבר את החללית הראשונה למחבר "50 Ω OUTPUT" בפינה הימנית התחתונה הקדמית של מחולל הפונקציות
- א. חבר את הכבל החיובי האדום למסוף הכניסה של המעגל שלך.
- ב. חבר את הכבל השלילי השחור למסוף הארקה של המעגל שלך.
שלב 3. חבר את החללית השנייה למחבר "CH 1" בחזית האוסילוסקופ
- א. חבר את הכבל החיובי האדום למסוף הכניסה של המעגל שלך.
- ב. חבר את הכבל השלילי השחור למסוף הארקה של המעגל שלך.
שלב 4. חבר את החללית השלישית למחבר "CH 2" בחזית האוסילוסקופ
- א. חבר את הכבל החיובי האדום למסוף הפלט של המעגל שלך.
- ב. חבר את הכבל השלילי השחור למסוף הארקה של המעגל שלך, (אלא אם כן הוראה אחרת ממעבדת TA).
שלב 5. ודא שהכבלים אינם תלויים מעבר לקצה שטח העבודה
שלב 6. בדוק שוב את החיבורים
הם צריכים להיות כפי שמוצג באיור 1.
איור 1 - חיבורי הציוד שלך
חלק 3 מתוך 8: הפעל את הציוד
שלב 1. לחץ על לחצן ההפעלה (שכותרתו "O/I") בצד העליון של האוסילוסקופ
שלב 2. לחץ על כפתור "POWER" בפינה השמאלית העליונה הקדמית של מחולל הפונקציות
שלב 3. לאחר שהציוד מבצע את הבדיקה העצמית שלו, הוא אמור להיראות דומה למה שמוצג באיור 2 (מוצג בשלב זה)
חלק 4 מתוך 8: הגדר את תדר ומשרעת מחולל הפונקציות
שלב 1. לחץ על הלחצן למטה "FREQ
על מחולל הפונקציות. האור מעל הכפתור נדלק. המסך שלך צריך להיראות דומה לאיור המוצג בשלב זה.
שלב 2. התאם את התדר לתדר הנמוך ביותר שאתה רוצה לבדוק, תדירות ההתחלה שלך
ניתן לעשות זאת באמצעות החוגה הגדולה בגנרטור הפונקציות, או עם ארבעת המקשים הרכים מתחת לתצוגה. הכפתורים המסומנים "- val +" משנים את הספרה מתחת לסמן, ולחצנים "" מזיזים את הסמן.
שלב 3. לחץ על הלחצן למטה "AMPL
על מחולל הפונקציות. האור מעל הכפתור נדלק. המסך שלך אמור להיראות דומה לאיור 5 כעת.
שלב 4. התאם את המשרעת למתח המצוין בהליך המעבדה עבור המעגל הנבדק, באמצעות אותו חיוג או מקשים רכים
שימו לב שמדובר ב- Vpp, המתח לשיא. המתחים המרביים (החיוביים) והמינימליים (השליליים) של הגל יהיו חצי מהמתח לשיא.
שלב 5. לחץ על הלחצן "OUTPUT" בגנרטור הפונקציות
האור משמאל ללחצן נדלק.
חלק 5 מתוך 8: הגדר את חלון האוסילוסקופ
שלב 1. לחץ על כפתור "הגדרת ברירת המחדל" בפינה השמאלית העליונה של האוסילוסקופ
הצג שלה צריך להיראות דומה לאיור 6. הגל עשוי להופיע על הצג, או שהוא עשוי להראות רק רעש. השלבים הבאים יביאו את זה למוקד.
שלב 2. לחץ על כפתור "AUTOSET" בפינה השמאלית העליונה של האוסילוסקופ
התצוגה שלו צריכה להיראות דומה לאיור 7, והגלים אמורים להופיע במוקד.
שלב 3. לחץ על המקש הרך השני מלמעלה
זה אומר לאוסילוסקופ להציג תקופה אחת של הגל. התצוגה שלך צריכה להיראות כמו זו שבתרשים 7.
המקשים הרכים של האוסילוסקופ ממוקמים מימין לתצוגה
שלב 4. לחץ על כפתור "מדידה" באמצע העליון של האוסילוסקופ
מסך המדידה המוגדר כברירת מחדל יוצג, כמו זה שבתרשים 8.
שלב 5. לחץ על המקש העליון של האוסילוסקופ לבחירת המדידה הראשונה
לחץ על המקש הרך העליון שכותרתו "מקור" עד לרשימה "CH1". לחץ על המקש הרך השני מלמעלה שכותרתו "סוג" עד להופעת "Freq". התצוגה שלך צריכה להיראות כמו זו שבתמונה 9. לחץ על המקש התחתון התחתון כדי לחזור אחורה.
שלב 6. לחץ על המקש הרך השני מלמעלה כדי לבחור את המדידה השנייה
לחץ על המקש הרך העליון שכותרתו "מקור" עד לרשימה "CH1". לחץ על המקש הרך השני מלמעלה שכותרתו "סוג" עד שיוצג "Pk-Pk". התצוגה שלך צריכה להיראות כמו זו שבתרשים 10. לחץ על המקש התחתון התחתון כדי לחזור אחורה.
שלב 7. לחץ על מקש הרך השלישי מלמעלה כדי לבחור את המדידה השלישית
לחץ על המקש הרך העליון שכותרתו "מקור" עד לרשימה "CH2". לחץ על המקש הרך השני מלמעלה שכותרתו "סוג" עד להופעת "Freq". התצוגה שלך צריכה להיראות כמו זו שבתרשים 11. לחץ על המקש הרך האחרון (החמישי מלמעלה) כדי לחזור אחורה.
שלב 8. לחץ על המקש הרך הרביעי מלמעלה כדי לבחור את המדידה הרביעית
לחץ על המקש הרך העליון שכותרתו "מקור" עד לרשימה "CH2". לחץ על המקש הרך השני מלמעלה שכותרתו "סוג" עד שיוצג "Pk-Pk". התצוגה שלך צריכה להיראות כמו זו שבתמונה 12. לחץ על המקש התחתון התחתון כדי לחזור אחורה.
שלב 9. סובב את כפתור "HORIZONTAL SEC/DIV" מעט נגד כיוון השעון עד שנלחץ פעם אחת
התצוגה שלך אמורה כעת להציג יותר מתקופה אחת, כמו התצוגה באיור 13. מדידות תדר CH1 ו- CH2 צריכות להשתנות מ "?" לקריאה האמיתית.
שלב 10. לחץ על כפתור "סמן" באמצע העליון של האוסילוסקופ
מסך ברירת המחדל אמור להיראות כמו זה שבתרשים 14.
שלב 11. לחץ על המקש הרך העליון שליד "סוג" עד לרשימת "השעה"
באמצע העמודה הימנית של המסך מראה לנו את הקריאות בהן אנו מעוניינים: Δt ו- ΔV. מתחת לזה מוצגות הקריאות של סמן 1 וסמן 2.
חלק 6 מתוך 8: יצירת דף העבודה לרישום הנתונים שלך
שלב 1. במחשב המעבדה שלך, פתח את Excel והתחל גיליון אלקטרוני חדש
סמן את העמודות "תדירות", "וין", "dV", "Vout", "עיכוב", "שלב" ו- "רווח".
שלב 2. מתחת ל"תדירות ", הזן כל תדר שאתה מתכנן לבדוק (עיין בהליכי המעבדה שלך)
שלב 3. מתחת ל- "Vout" בתא D2, הזן נוסחה זו:
= B2+C2
שלב 4. הקש Return
ה- "= B2+C2" הופך לאפס מאחר ולא הכנסנו דבר ל- B2 או C2.
שלב 5. הקש Ctrl+D ולאחר מכן חזור
הנוסחה מועתקת מ- D2 ל- D3, כאשר Excel משנה את הנוסחה שלה ל- "= B3+C3" באופן אוטומטי. המשך ללחוץ על Ctrl+D ואז חזור עד שתמלא את העמודה עבור כל אחד מהתדרים שלך.
שלב 6. מתחת ל"שלב "בתא F2, הזן נוסחה זו:
= 2*pi ()*A2*E2
שלב 7. הקש Return
הקש Ctrl+D ולאחר מכן חזור כפי שעשית בעבר כדי למלא את העמודה.
שלב 8. מתחת "רווח" בתא G2, הזן נוסחה זו:
= 20*log10 (D2/B2)
שלב 9. הקש Return
הקש Ctrl+D ולאחר מכן חזור כפי שעשית בעבר כדי למלא את העמודה. התעלם מהטעויות בינתיים.
שלב 10. שמור גליון עבודה זה לשימוש כתבנית
אתה יכול להשתמש בו בפעם הבאה שתצטרך ליצור עלילת Bode, ותאפשר לך לדלג על חלק 6.
חלק 7 מתוך 8: קבלת הנתונים עבור חלקת בודה
שלב 1. האוסילוסקופ שלך עדיין אמור להיות על תצוגת הסמן מסוף חלק 5
אם לא, לחץ על כפתור "סמן" באמצע העליון של האוסילוסקופ.
שלב 2. סובב את כפתור "HORIZONTAL SEC/DIV" כדי להגדיל את הגל כך שתוצג נקודה אחת
שלב 3. לחץ על המקש הרך הרביעי מלמעלה כדי לבחור בסמן 1
שלב 4. סובב את כפתור "רב התפקודים" הממוקם בחלקו העליון של האוסילוסקופ כדי להזיז את הסמן
הכפתור אינו מסומן וממוקם ממש מעל כפתור "PRINT".
שלב 5. מקם את הסמן כך שהוא מתיישר עם החלק העליון של הגל CH1 (עליון, כתום)
שלב 6. לחץ על המקש האחרון (החמישי מלמעלה) כדי לבחור בסמן 2
שלב 7. סובב את כפתור "רב התפקוד" הממוקם בחלקו העליון של האוסילוסקופ כדי להזיז את הסמן
מקם את הסמן כך שהוא מסתדר עם החלק העליון של הגל CH2 (תחתון, בכחול).
שלב 8. בגיליון האלקטרוני שלך, רשום את הנתונים שלך:
- א. Vin - קריאת המתח מתחת לסמן 1 (820 mV בדוגמה למעלה; רשום זאת כ- 0.820 בגיליון האלקטרוני שלך)
- ב. dV - הקריאה לצד ΔV (20.0 mV בדוגמה למעלה; רשום זאת כ- 0.020 בגיליון האלקטרוני שלך)
- ג. עיכוב - הקריאה ליד Δt (160.0 µs בדוגמה למעלה; רשמו זאת כ- 0,000160 בגיליון האלקטרוני שלכם).
חלק 8 מתוך 8: יצירת עלילת בודה
שלב 1. עבור עלילת הרווח:
הזן שלב אחד כאן ולאחר מכן לחץ על 1. בחר את העמודות תדירות ורווח.
שלב 2. לחץ על "הוסף" וחפש את האפשרות "תרשים פיזור"
שלב 3. לחץ לחיצה ימנית על הציר האנכי ובחר "עיצוב ציר …"
שלב 4. לחץ על "קנה מידה לוגריתמי"
שלב 5. לחץ לחיצה ימנית על הציר האופקי ובחר "עיצוב ציר …"
שלב 6. לחץ על "קנה מידה לוגריתמי"
שלב 7. לעלילת שלב:
בחר את העמודות תדירות ורווח.
שלב 8. הזן שלב אחד כאן ולאחר מכן לחץ על "הוספה" וחפש את האפשרות "תרשים פיזור"
שלב 9. לחץ לחיצה ימנית על הציר האופקי ובחר "עיצוב ציר …"
שלב 10. לחץ על "קנה מידה לוגריתמי"
טיפים
-
אם הצג עדיין נראה רועש או לא יציב, בדוק את הדברים הבאים:
- בדוק אם פלט מחולל הפונקציות פועל (חלק 3, שלב 5).
- ב. בדוק אם כבלים או חיבורים השתחררו (חלק 1, שלבים 1-4).
- ג. כיול הגששים שלך (שאל את הת"א להוראות בנושא).
- ד נסה כבל אחר (חלק 1, שלבים 1-4) מכיוון שהכבל עלול להינזק.
- שים לב שקריאות הסמן הן עבור הערוץ המופיע תחת "מקור". שים לב גם ששינוי ערוץ המקור משפיע על שני הסמנים בו זמנית. האוסילוסקופ אינו מאפשר לנו לתת לכל ערוץ סמן משלו. אל תקליט בטעות את סמן 1 כ- CH1 ואת הסמן 2 כ- CH2 בנתוני המעבדה שלך!
