Töö eesmärk Õppida tundma numbrilist multimeetrit. Kasutatavad seadmed 1) Multimeeter HP34401A 2) Alalispinge allikas 5-44 3) Signaaligeneraator 6-37 4) Ühendusjuhtmed Teoreetiline osa Multimeeter HP 34401A mõõdab alalispinget kahekordse integreerimise põhimõttel. Mõõdetavat alalispinget Ux integreeritakse teadaoleva aja Ti vältel, integraal annab sisendpingega võrdelise suuruse. Üldjuhul, kui integraatori sisendis on pinge u1(t), on väljundpinge 1 t u 2 (t ) = u1 (t )dt . (1) 0 Kui t = T ja u (t)= U , siis i 1 x u 2 (T i ) = . (2) Üks mõõtetsükkel koosneb seega kahest osast:
sisendit, kolme juhtsisendiga 8 sisendit jne komparaator - võrdleb ühe sisendi signaali teise sisendi ette antud pingega flash – kõige kiirem, kuni 8bit. pingejagur+komparaator+kodeerimisloogika. komparaatorite kogum ("pank"), mille osad (komparaatorid) sämplivad sisendsignaali paralleelselt, "pank" söödab andmed loogika lülitusele, mis genereerib iga pingevahemiku jaoks koodi integreeriv - rakendab tundmatu sisendpinge integraatori sisendile ja laseb pingel kasvada kindla aja jooksul, seejärel rakendatakse teada olev negatiivne (vastand-polarisatsiooniga) nimipinge integraatorile ja lastakse kasvada, kuni integraatori väljund on 0; sisendpinge arvutatakse funktsioonina nimipingest, konstantsest laadumisperioodist ja mõõdetud tühjakslaadumise perioodist Sigma-Delta- ülesämplib soovitud signaali ja filtreerib seejärel välja soovitud signaaliriba
........... ...................................... Töö eesmärk: Õppida kasutama numbrilist multimeetrit alalis- ja vahelduvpinge mõõtmiseks. Kasutatavad seadmed: 1.) multimeeter HP34401A 2.) alalispinge allikas 5-45 3.) signaaligeneraator 6-37 4.) ühendusjuhtmed Töö käik: 1. Vastused kontrollküsimustele. a) Selgitada integreeriva digitaalvoltmeetri tööpõhimõtet. - Integreerimisaja Ti jooksul antakse integraatori sisendisse sisendpinge Ux. Seejärel ühendatakse integraatori sisendisse vastupidise märgiga tugipinge allikas U0. Sel hetkel pannakse käima impulsigeneraator ja impulsside arvu loendatakse. Loendamine kestab kuni integraator saavutab null taseme, selleks kulub aeg T2. Mõõdetud impulsside arv on vastavuses mõõdetud pinge efektiivväärtusega. b) Kuidas oleneb voltmeetri integreerimisaeg Ti valitud lahutusvõimest (kümnendkohtade arvust)
kiiremini ja madalama signaali nivool, mida suurem on võimendus tagasisides. Positiivse tagasiside puhul signaal suureneb aja möödudes. 2.2. Integreerivale lülile tagasiside integreeriva lüliga. Negatiivse tagasisidega. k1=1.1; k2=0.2;2.5;5. Joonis . Integreeriva lüli integreeriva lüliga tagasiside skeem Joonis . I ntegreeruiva lüli integreeriva lüliga tagasiside graafik Järeldus: Graafikult on näha, et muutes integreeriva lüli negatiivses tagasisides integraatori võimendust suuremaks, muutub võnkumise amplituud ja periood väiksemaks. 2.3. Aperioodilisele lülile tagasiside võimenduslüliga Negatiivse tagasisidega. k1=1; T1=1; k2=0,2;1;3;7. Joonis . Aperioodilise lüli võimendusega tagasiside skeem Joonis . Aperioodilise lüli võimendusega tagasiside graafik Järeldus: On näha, et aperioodilisele lülile lisatud negatiivse tagasiside võimendust suurendades, signaal stabiliseerub väiksema väärtuse juures ja kiiremini. 2.4
Takistite võrdsuse korral on väljundpinge, nii imelik kui see ka pole, sisendpingete vahetu summa. Liitmine toimub suure täpsusega vaid siis, kui vv v_ = K0 [vaata | 19. Integraator. muuda] Lülituse skeem. Kondeka laadimisvool ja laengu sõltuvus ajast. Kondeka pinge ja integraatori väljundpinge lõplik ajavahemiku korral. Integreerimiskonstant. Integraatori sagedustunnusjoon. Teatavasti ideaalne integraator annab väljundis signaali, milline on võrdeline sisendsignaali integraalile aja järgi. Väljundsignaal avaldub sisendsignaalialuse osa pindalaga. Tänu inverteeriva sisendi virtuaalsele maale on vool takistil R1 määratud suhtega: Usis R1 See vool peab läbima mahtuvuse C, mis kindlustabki väljundsignaali.
negtagasiside5 1.5 1 0.5 0 0.5 1 1.5 2 2.5 0 5 10 15 20 25 30 Joonis 8. I ntegreeruiva lüli integreeriva lüliga tagasiside graafik Järeldus: Graafikult on näha, et muutes integreeriva lüli negatiivses tagasisides integraatori võimendust suuremaks, muutub võnkumise amplituud ja periood väiksemaks. 12 2.3. Aperioodilisele lülile tagasiside võimenduslüliga Negatiivse tagasisidega. k1=1; T1=1; k2=0,2;1;3;7. 1 negtagasiside02 s+1 Step Transfer Fcn4 To Workspace 0.2
t Clock T o Workspace3 Joonis 11. Integreeriva tagasisidega integreeriva lüli mudel 13 Simulatsioonis tulemustel saadud graafik: Joonis 12. Integreeriva tagasisidega integreeriva lüli väljundi graafik Graafikult on näha, et integreeriva negatiivse tagasisidega integraatori väljundiks on siinussignaal, mille periood sõltub tagasiside võimendustegurist. Mida suurem on negatiivne tagasiside, seda suurem on tekkiva laine sagedus ja seda väiksem on tekkiva laine amplituud. 2.3 Proportsionaalse tagasisidega aperioodiline lüli Ülesandeks simuleerida negatiivse tagasisidega aperioodilisi lülisid. Aperioodiliste lülide võimendustegur on 1 ja periood on samuti 1. Tagasiside võimendustegurid : k2=0.15;1;3;6. Lisatud on üks tagasisideta lüli võrdluseks.
Sellega reguleeritakse võimendust AVR- detektorile (tüürsignaali väljavõtmise kohale) eelnevates astmetes; Harvem kasutatakse võimenduse reguleerimist ilma tagasisideta näiteks võimenduse reguleerimine AVR detektori asukohast tagapool asetsevates astmetes; Tavaliselt kasutatakse viivitusega AVR-I, kus siis võimenduse reguleerimine hakkab toimima alles pärast teatud AVR tüürsignaali läve saavutamist. AVR digitaallahendustes (D- AVR) tänu numbrilise integraatori (reversiivloenduri) kasutamisele väljundpinge amplituud ei sõltu enam sisendpinge amplituudist. Seega: ebaefektiivsuse tegur on neis võrdne nulliga; reguleerimistegur võrdub signaali amplituudimuutuse dünaamilise diapasooniga, alates D-AVR rakenduslävest; Seejuures on ka siin tegemist viitega võimenduse reguleerimisena, kus siis AVR rakenduslävi pannakse paika vajaliku sisendsignaali nivoo järgi. ·Detektori väljundsignaal kvanteeritakse binaarselt: Kui
lisaelektroodiga, mille nimi on injektor. Injektoris voolab kogu aeg vool. Transistor juhib või ei juhi, sõltuvalt sellest, kas injektori vool tuleb transistori baasi või lastakse sellest mööda. 5.Kahekordse integreerimisega ADM Aeglane, aga võib olla väga täpne näit. 16 bitti. 1Usis 2V, 2Usis 3V – esimene integreerimine. II integreerimine toimub püsiva du/dt –ga. See tähendab siis integreeritakse ajas vahet (I integreerimise tulemus – U 0), kestab kuni Uvälj = 0V integraatori väljundile tekib nullpinge. Muundamise tulemuseks on ∆ t = t2 – t1, ajaline tulemus ∆ t muudetakse arvuks selle teel, et kogu teise integreerimise ajal täidetakse väljundloendurit konstantse sagedusega loendusimplussidega. Loenduri väljund on arvuline lõpptulemus. Lülitiga saavutame, et U 0 0 esimese integraali alguses. Integreerimise tulemus (kondensaatori pinge) T = RC. Pilet 13 1. Stabilitron
U out [k ] = k r U in [k ]. Integraatorid. Joonisel 4.3, a näidatud madalpääsfiltrit võib vaadelda kui integraatorit, mida samuti nimetatakse I-regulaatoriks (integreerivaks regulaatoriks), kui R2 . See lülitus teostab integreerimist 1 Tr Uout = - U in dt , kus Tr = R1C on ajakonstant ja t aeg. Integraatori laialt põhiülesandeks on väljundpinge rambi tekitamine, st lineaarselt kasvava või kahaneva väljundpinge tekitamine. Kui sisendsignaaliks on nelinurkimpulss laiusega t, siis sisendvool U in Iin = . R1 Kuna kondensaator laadub ja selle pinge kasvab, siis saab väljundpinge võrdseks kondensaatori pingega
annaabi.ee 
