VIK Wiki - Felhasználó közreműködései [hu]

Mérés laboratórium 3 - 4. mérés ellenőrző kérdései

2013-11-20T09:45:37Z

Tred: A kitörölt sornak semmi értelme, ezt a mérésvezetők mondták, légyszi ne rakd vissza!

==1. Milyen paraméterei vannak egy ideális műveleti erősítőnek?==
'''Ad''' → ∞, '''rd''' → ∞, '''r ki''' → 0 
Ahol '''rd''' a differenciális bemeneti ellenállás, '''r ki''' a kimenő ellenállás 
Két bemenete van és az ezek közti feszültségkülönbséget erősíti, az '''Ad''' -vel jelöljük a differenciális feszültség erősítés arányát. 
Az ideális műveleti erősítő végtelen nagy bemeneti- és zérus kimeneti impedanciájú, ofszet és drift jellemzői zérus értékűek. 
A legtöbb alkalmazásban a műveleti erősítő ideálisnak tekinthető. 
(Általános célú, olcsó műveleti erősítő paraméterei: *A* = 105, '''rd''' = 10MΩ, '''r ki''' = 1kΩ) 

==2. Mekkora feszültség mérhető egy ideális műveleti erősítő „+” és „-” bemenete között, ha az erősítő nincs túlvezérelve? ==
0V 
A valóságos műveleti erősítőknél az ofszet feszültség nem zérus, azaz a két bemenet közé feszültséget kell kapcsolni, hogy a kimeneti feszültség zérus legyen.

(Az ideális erősítő a két bemenet közötti feszültséget a végtelennel szorozza. Tehát ha lenne feszültség közöttük, akkor + vagy – végtelen lenne a kimeneten. A gyakorlatban viszont a föld és a tápfeszültség korlátozza a kimenetet, ezt nevezzük túlvezérlésnek.)
==3. Mi az ofszet feszültség?==
Ofszet (kimeneti) feszültségnek nevezzük azt a feszültséget ami a földelt bemenetű (nem vezérelt) erősítő kimenetén jelentkezik. Ideális erősítő esetén ez 0V. 
Ha a valóságos erősítőt nem vezéreljük, akkor is van nullától különböző kimeneti jele. Ezt a jelenséget nullpont eltolódásnak, vagy ofszetnek nevezzük. A valóságos erősítőt egy ideális, ofszetmentes erősítővel és annak bemenetére kapcsolódó ofszet generátorokkal helyettesítjük. A generátorok forrásjellemzőit bemeneti ofszet feszültségnek illetve bemeneti ofszet áramnak nevezzük.

==4. Mi a különbség a kimeneti és a bemeneti ofszet feszültség között?==
A kimeneti ofszet feszültség az a feszültség, ami az erősítő kimenetén mérhető amennyiben a bemenetei nem vezéreltek (földelve vannak). <br\>
'''A kimeneti ofszet feszültség a bemeneti ofszet feszültség erősítésszerese.''' Uoff,ki = A * U off,be

==5. Milyen módszerekkel lehet megmérni egy erősítő kivezérelhetőségét?==
Adott frekvencián a kimeneti jelet figyeljük oszcilloszkópon. A szinuszos bemeneti feszültséget addig növeljük, amíg a kimenő jel torzítani kezd, majd visszacsökkentjük, amíg a torzítás meg nem szűnik.

==6. Hogyan méri meg egy erősítő erősítési tényezőjét (Ao)?==
Az erősítő bemenetére olyan adott frekvenciájú jelet kapcsolok, hogy a kimeneten pl 10V legyen a szinuszjel amplitúdója és az erősítő ne legyen túlvezérelve. Ekkor egy digitális multiméterrel megmérem a bemeneten és a kimeneten lévő szinuszjel nagyságát és ebből meghatározom a feszültségerősítést.

==7. Hogyan értelmezik a dB-t?==

A méréstechnikában az erősítést a számértékével jellemzik, a híradástechnikában rendszerint egy logaritmikus skálát, a '''deciBel (dB)''' skálát használják. 
Feszültségerősítés esetén:
Au [dB] = 20 log (Uaki / Uabe) 
Teljesítményerősítés meghatározásánál:
Ap [dB] = 10 log (Pki / Pbe) 

==8. Egy erősítőt vizsgálunk. A bemenetre 0,5 Veff értékű, sávközépi frekvenciájú jelet adunk. A kimeneten 10Veff értéket mérünk. Mekkora az erősítés dB-ben?==
Au [dB] = 20 log (Uaki / Uabe) = 20 log (10 / 0,5) = 20 * 1,3 = 26 dB

==9. A fenti erősítő esetében, változatlan bemenő jelszintet feltételezve, mekkora feszültséget fogunk mérni a kimeneten az erősitő -3dB-es felső határfrekvenciáján? És az erősitő -3dB-es alsó határfrekvenciáján?==
A -3dB ~0.7-szeres (1/sqrt(2)) erősítést jelent, így kb. 7Veff a kimenő jel feszültsége.

(a -3dB relatív erősítés a ~26dB-hez képest, azaz az erősítés ~23dB=20log(A)-> A=10^(23/20)=~14,12 (ami egyébként 20*~0,7, tehát stimmel az erősítés és dB közti számítás) 0,5Veff*14,12=kb 7,06Veff) (by Poro)

==10. A 34401A típusú multiméter bementére egy 2 Vpp nagyságú, +1 V ofszet feszültségű, 600 Hz frekvenciájú szinuszjelet adunk. Milyen értéket fog mutatni a multiméter AC V üzemmódban (VAC kijelzés)? Milyen értéket fog mutatni a multiméter DC V üzemmódban (VDC kijelzés)?==
AC V: a multiméter a váltóáramú komponens effektív értékét méri, ez 1/sqrt(2) (1V a szinuszjel csúcsértéke, gyökkettő a szinusz alatti terület, ld. 220V)
DC V: a multiméter csak az egyenáramú komponenst méri ebben a módban, így +1V az eredmény (ez egyenlő az ofszet feszültséggel, vagyis azzal, hogy mennyivel van eltolva a jel a 0-tól függőlegesen)

==11. Egy erősítő bemenetén kondenzátoros csatolás van. Ez az erősítő alsó vagy felső határfrekvenciájának értékét befolyásolhatja?==
Az alsó határfrekvenciát (fa) az erősítő bemenetére és kimenetére kapcsolt soros kondenzátorok határozzák meg. Kis frekvencián ezen kondenzátorok XC-je olyan mértékben megnövekedik, hogy szakadásként viselkednek, ennek következtében csökken az erősítés. Ez a frekvencia az f0=1/(2*pi*RC) képlet alapján számítható.

A felső határfrekvenciát (ff) az erősítő tranzisztor parazitakapacitásai határozzák meg. A tranzisztor bázisa és emittere közti p-n átmenetében, a kissebségi töltéshordozók által létrehozott, diffúziós kapacitás nagyfrekvencián sönt ként működik, a bázisáram egy része ezen keresztül folyik, csökkentve a vezérlést. A tranzisztor bázisa és kollektora közötti p-n átmenet záró irányban van előfeszítve, kiürített réteg hozva létre, mely kondenzátorként működik. Nagyfrekvencián a kimeneti áram egy része ezen keresztül folyik, így csökken a terhelésre jutó áram, ezáltal a tranzisztor erősítése.

Tehát az alsót.

(konyhanyelven: Ha a jel nem változik elég gyorsan, akkor a kondenzátornak van ideje feltöltődni, kisülni, és teljesen elnyelheti a jelet.) Ha az AC csatolást jellemző alsó határfrekvencia legalább egy nagyságrenddel kisebb az adott üzemi frekvenciánál, akkor gyakorlatilag nem befolyásolja az üzemi feszültség-erősítést. A felső határfrekvenciát alapvetően a műveleti erősítő határfrekvenciája és az alkalmazott visszacsatolás mértéke határozza meg. (konyhanyelven: itt pedig arról van szó, hogyha a jel túl gyorsan változik, akkor a műveleti erősítő nem tud vele lépést tartani)

==12. A 2. ábrán látható kapcsolású erősítőben R4 értéke 10 kΩ, a megkívánt alsó határfrekvencia ~40 Hz. Milyen névleges értékű legyen a C4?==
[[Fájl:meres3_InvertaloErositoAlapkapcsolas.jpg]] 
falsó = 1/(2piR4C4) -> C4~0.398 μF

==13. Hogyan mérjünk fázistolást kétcsatornás oszcilloszkóppal?==

Az oszcilloszkópos mérésnél a fázistolás legegyszerűbben a bemenő és kimenő jel közti időeltolódásból határozható meg. Az időeltolódás kétcsatornás oszcilloszkóp esetén a bemenő és a kimenő jel egyidejű felrajzoltatásával meghatározható. A fáziseltolódásnek nem is a tényleges idejét célszerű meghatározni, hanem a periódusidőre vonatkoztatott relatív értékét. Ez esetben ugyanis az oszcilloszkóp ún. idő-skálafaktor hibája kiesik. 
A leolvasási hibák csökkentésére az egyes csatornák erősítésének értékét és a vízszintes időeltérítést úgy célszerű beállítani, hogy a jel egy periódusának ábrája viszonylag nagy legyen a képernyőn. Továbbá a szinuszjel időméréshez kiválasztott pontja (feszültségszintje) a jel meredekebb részén legyen, a vízszintes irányú leolvasási hiba csökkentésére. Egy kedvező választás a nullátmenet. 
A beágyazott mikroszámítógépet tartalmazó digitális oszcilloszkópok ezt a mérést általában automatikusan is el tudják végezni. 

[[Fájl:meres3_faziseltolodas.jpg]] 

==14. Hogyan értelmezik általában a felfutási időt?==

'''Felfutási idő''': a csúcsérték egytized és kilenctized része közötti időtartam az impulzus felfutó élén.

==15. Hogyan méri meg egy hiszterézises komparátor transzfer karakterisztikáját?==
Az oszcilloszkópot X-Y állásba kapcsolom, az X bemenetre a jelgenerátor kimenetét adom, melyet előzőleg a komparátor bemenetére kapcsoltam, az Y bemenet pedig a komparátor kimenete lesz.

==16. A transzfer karakterisztika mérésénél milyen amplitúdójú és hullámformájú bemenő jelet célszerű választani?==
Olyan amplitúdójú jelet kell választani, ami nem haladja meg az áramköri elem katalógusban megadott határértékeit (célszerű mindig ellenőrizni a jel pozitív és negatív csúcsértékét oszcilloszkóppal, dc. csatolású állásban), hullámformának pedig célszerű lassan változó (nem ugrásszerű) periodikus jel választása (szinusz, háromszög, trapéz). 

Osszeolozva mas wiki oldalakbol -- [[VajnaMiklos|VMiklos]] - 2007.11.23.

== +1 Hogyan méri meg egy műveleti erősítő feszültségerősítését multiméter, illetve oszcilloszkóp segítségével?==
Az erősítő bemenetére olyan adott frekvenciájú szinusz jelet kapcsolok, hogy az erősítő ne legyen túlvezérelve.

multiméterrel: A multiméterrel ACV üzemmódban az erősítő bemeneti feszültségét (Ube), majd kimeneti feszültségét (Uki) mérem meg.

oszcilloszkóppal: Az oszcilloszkóp egyes csatornájára az erősítő bemeneti jelét kapcsolom, a másik csatornájára az erősítő kimeneti jelét. Majd például a Quick Measure funkcióval vagy kurzorok segítségével megmérem mindkét jel peak-to-peak értékét. (1. csatorna Up-p = Ube, 2. csatorna Up-p = Uki)

Az erősítés a két mért érték hányadosa, azaz Au = Uki / Ube

==bonusz: ==
Ajánlom mindenki figyelmébe hogy nézze át erre a mérésre a feszültségosztást, mert van olyan labor ahol bemeneti feszültségből egy ellenállás hálózaton ki kell számolni a mekkora feszültség esik valamelyik ellenálláson. 
[[SzaboJanos|szaja]] - 2008.11.13

[[Category:Infoalap]]

Mérés laboratórium 3 - 4. mérés ellenőrző kérdései

2013-11-19T01:12:19Z

Tred: /* 4. Mi a különbség a kimeneti és a bemeneti ofszet feszültség között? */

==1. Milyen paraméterei vannak egy ideális műveleti erősítőnek?==
'''Ad''' → ∞, '''rd''' → ∞, '''r ki''' → 0 
Ahol '''rd''' a differenciális bemeneti ellenállás, '''r ki''' a kimenő ellenállás 
Két bemenete van és az ezek közti feszültségkülönbséget erősíti, az '''Ad''' -vel jelöljük a differenciális feszültség erősítés arányát. 
Az ideális műveleti erősítő végtelen nagy bemeneti- és zérus kimeneti impedanciájú, ofszet és drift jellemzői zérus értékűek. 
A legtöbb alkalmazásban a műveleti erősítő ideálisnak tekinthető. 
(Általános célú, olcsó műveleti erősítő paraméterei: *A* = 105, '''rd''' = 10MΩ, '''r ki''' = 1kΩ) 

==2. Mekkora feszültség mérhető egy ideális műveleti erősítő „+” és „-” bemenete között, ha az erősítő nincs túlvezérelve? ==
0V 
A valóságos műveleti erősítőknél az ofszet feszültség nem zérus, azaz a két bemenet közé feszültséget kell kapcsolni, hogy a kimeneti feszültség zérus legyen.

(Az ideális erősítő a két bemenet közötti feszültséget a végtelennel szorozza. Tehát ha lenne feszültség közöttük, akkor + vagy – végtelen lenne a kimeneten. A gyakorlatban viszont a föld és a tápfeszültség korlátozza a kimenetet, ezt nevezzük túlvezérlésnek.)
==3. Mi az ofszet feszültség?==
Ofszet (kimeneti) feszültségnek nevezzük azt a feszültséget ami a földelt bemenetű (nem vezérelt) erősítő kimenetén jelentkezik. Ideális erősítő esetén ez 0V. 
Ha a valóságos erősítőt nem vezéreljük, akkor is van nullától különböző kimeneti jele. Ezt a jelenséget nullpont eltolódásnak, vagy ofszetnek nevezzük. A valóságos erősítőt egy ideális, ofszetmentes erősítővel és annak bemenetére kapcsolódó ofszet generátorokkal helyettesítjük. A generátorok forrásjellemzőit bemeneti ofszet feszültségnek illetve bemeneti ofszet áramnak nevezzük.

==4. Mi a különbség a kimeneti és a bemeneti ofszet feszültség között?==
A kimeneti ofszet feszültség az a feszültség ami az erősítő kimenetén mérhető amennyiben a bemenetei nem vezéreltek (földelve vannak). 
A bemeneti ofszet feszültséget úgy kaphatjuk meg, ha a fenti módszerrel kiszámított kimeneti ofszet feszültséget leosztjuk az erősítéssel.

==5. Milyen módszerekkel lehet megmérni egy erősítő kivezérelhetőségét?==
Adott frekvencián a kimeneti jelet figyeljük oszcilloszkópon. A szinuszos bemeneti feszültséget addig növeljük, amíg a kimenő jel torzítani kezd, majd visszacsökkentjük, amíg a torzítás meg nem szűnik.

==6. Hogyan méri meg egy erősítő erősítési tényezőjét (Ao)?==
Az erősítő bemenetére olyan adott frekvenciájú jelet kapcsolok, hogy a kimeneten pl 10V legyen a szinuszjel amplitúdója és az erősítő ne legyen túlvezérelve. Ekkor egy digitális multiméterrel megmérem a bemeneten és a kimeneten lévő szinuszjel nagyságát és ebből meghatározom a feszültségerősítést.

==7. Hogyan értelmezik a dB-t?==

A méréstechnikában az erősítést a számértékével jellemzik, a híradástechnikában rendszerint egy logaritmikus skálát, a '''deciBel (dB)''' skálát használják. 
Feszültségerősítés esetén:
Au [dB] = 20 log (Uaki / Uabe) 
Teljesítményerősítés meghatározásánál:
Ap [dB] = 10 log (Pki / Pbe) 

==8. Egy erősítőt vizsgálunk. A bemenetre 0,5 Veff értékű, sávközépi frekvenciájú jelet adunk. A kimeneten 10Veff értéket mérünk. Mekkora az erősítés dB-ben?==
Au [dB] = 20 log (Uaki / Uabe) = 20 log (10 / 0,5) = 20 * 1,3 = 26 dB

==9. A fenti erősítő esetében, változatlan bemenő jelszintet feltételezve, mekkora feszültséget fogunk mérni a kimeneten az erősitő -3dB-es felső határfrekvenciáján? És az erősitő -3dB-es alsó határfrekvenciáján?==
A -3dB ~0.7-szeres (1/sqrt(2)) erősítést jelent, így kb. 7Veff a kimenő jel feszültsége.

(a -3dB relatív erősítés a ~26dB-hez képest, azaz az erősítés ~23dB=20log(A)-> A=10^(23/20)=~14,12 (ami egyébként 20*~0,7, tehát stimmel az erősítés és dB közti számítás) 0,5Veff*14,12=kb 7,06Veff) (by Poro)

==10. A 34401A típusú multiméter bementére egy 2 Vpp nagyságú, +1 V ofszet feszültségű, 600 Hz frekvenciájú szinuszjelet adunk. Milyen értéket fog mutatni a multiméter AC V üzemmódban (VAC kijelzés)? Milyen értéket fog mutatni a multiméter DC V üzemmódban (VDC kijelzés)?==
AC V: a multiméter a váltóáramú komponens effektív értékét méri, ez 1/sqrt(2) (1V a szinuszjel csúcsértéke, gyökkettő a szinusz alatti terület, ld. 220V)
DC V: a multiméter csak az egyenáramú komponenst méri ebben a módban, így +1V az eredmény (ez egyenlő az ofszet feszültséggel, vagyis azzal, hogy mennyivel van eltolva a jel a 0-tól függőlegesen)

==11. Egy erősítő bemenetén kondenzátoros csatolás van. Ez az erősítő alsó vagy felső határfrekvenciájának értékét befolyásolhatja?==
Az alsó határfrekvenciát (fa) az erősítő bemenetére és kimenetére kapcsolt soros kondenzátorok határozzák meg. Kis frekvencián ezen kondenzátorok XC-je olyan mértékben megnövekedik, hogy szakadásként viselkednek, ennek következtében csökken az erősítés. Ez a frekvencia az f0=1/(2*pi*RC) képlet alapján számítható.

A felső határfrekvenciát (ff) az erősítő tranzisztor parazitakapacitásai határozzák meg. A tranzisztor bázisa és emittere közti p-n átmenetében, a kissebségi töltéshordozók által létrehozott, diffúziós kapacitás nagyfrekvencián sönt ként működik, a bázisáram egy része ezen keresztül folyik, csökkentve a vezérlést. A tranzisztor bázisa és kollektora közötti p-n átmenet záró irányban van előfeszítve, kiürített réteg hozva létre, mely kondenzátorként működik. Nagyfrekvencián a kimeneti áram egy része ezen keresztül folyik, így csökken a terhelésre jutó áram, ezáltal a tranzisztor erősítése.

Tehát az alsót.

(konyhanyelven: Ha a jel nem változik elég gyorsan, akkor a kondenzátornak van ideje feltöltődni, kisülni, és teljesen elnyelheti a jelet.) Ha az AC csatolást jellemző alsó határfrekvencia legalább egy nagyságrenddel kisebb az adott üzemi frekvenciánál, akkor gyakorlatilag nem befolyásolja az üzemi feszültség-erősítést. A felső határfrekvenciát alapvetően a műveleti erősítő határfrekvenciája és az alkalmazott visszacsatolás mértéke határozza meg. (konyhanyelven: itt pedig arról van szó, hogyha a jel túl gyorsan változik, akkor a műveleti erősítő nem tud vele lépést tartani)

==12. A 2. ábrán látható kapcsolású erősítőben R4 értéke 10 kΩ, a megkívánt alsó határfrekvencia ~40 Hz. Milyen névleges értékű legyen a C4?==
[[Fájl:meres3_InvertaloErositoAlapkapcsolas.jpg]] 
falsó = 1/(2piR4C4) -> C4~0.398 μF

==13. Hogyan mérjünk fázistolást kétcsatornás oszcilloszkóppal?==

Az oszcilloszkópos mérésnél a fázistolás legegyszerűbben a bemenő és kimenő jel közti időeltolódásból határozható meg. Az időeltolódás kétcsatornás oszcilloszkóp esetén a bemenő és a kimenő jel egyidejű felrajzoltatásával meghatározható. A fáziseltolódásnek nem is a tényleges idejét célszerű meghatározni, hanem a periódusidőre vonatkoztatott relatív értékét. Ez esetben ugyanis az oszcilloszkóp ún. idő-skálafaktor hibája kiesik. 
A leolvasási hibák csökkentésére az egyes csatornák erősítésének értékét és a vízszintes időeltérítést úgy célszerű beállítani, hogy a jel egy periódusának ábrája viszonylag nagy legyen a képernyőn. Továbbá a szinuszjel időméréshez kiválasztott pontja (feszültségszintje) a jel meredekebb részén legyen, a vízszintes irányú leolvasási hiba csökkentésére. Egy kedvező választás a nullátmenet. 
A beágyazott mikroszámítógépet tartalmazó digitális oszcilloszkópok ezt a mérést általában automatikusan is el tudják végezni. 

[[Fájl:meres3_faziseltolodas.jpg]] 

==14. Hogyan értelmezik általában a felfutási időt?==

'''Felfutási idő''': a csúcsérték egytized és kilenctized része közötti időtartam az impulzus felfutó élén.

==15. Hogyan méri meg egy hiszterézises komparátor transzfer karakterisztikáját?==
Az oszcilloszkópot X-Y állásba kapcsolom, az X bemenetre a jelgenerátor kimenetét adom, melyet előzőleg a komparátor bemenetére kapcsoltam, az Y bemenet pedig a komparátor kimenete lesz.

==16. A transzfer karakterisztika mérésénél milyen amplitúdójú és hullámformájú bemenő jelet célszerű választani?==
Olyan amplitúdójú jelet kell választani, ami nem haladja meg az áramköri elem katalógusban megadott határértékeit (célszerű mindig ellenőrizni a jel pozitív és negatív csúcsértékét oszcilloszkóppal, dc. csatolású állásban), hullámformának pedig célszerű lassan változó (nem ugrásszerű) periodikus jel választása (szinusz, háromszög, trapéz). 

Osszeolozva mas wiki oldalakbol -- [[VajnaMiklos|VMiklos]] - 2007.11.23.

== +1 Hogyan méri meg egy műveleti erősítő feszültségerősítését multiméter, illetve oszcilloszkóp segítségével?==
Az erősítő bemenetére olyan adott frekvenciájú szinusz jelet kapcsolok, hogy az erősítő ne legyen túlvezérelve.

multiméterrel: A multiméterrel ACV üzemmódban az erősítő bemeneti feszültségét (Ube), majd kimeneti feszültségét (Uki) mérem meg.

oszcilloszkóppal: Az oszcilloszkóp egyes csatornájára az erősítő bemeneti jelét kapcsolom, a másik csatornájára az erősítő kimeneti jelét. Majd például a Quick Measure funkcióval vagy kurzorok segítségével megmérem mindkét jel peak-to-peak értékét. (1. csatorna Up-p = Ube, 2. csatorna Up-p = Uki)

Az erősítés a két mért érték hányadosa, azaz Au = Uki / Ube

==bonusz: ==
Ajánlom mindenki figyelmébe hogy nézze át erre a mérésre a feszültségosztást, mert van olyan labor ahol bemeneti feszültségből egy ellenállás hálózaton ki kell számolni a mekkora feszültség esik valamelyik ellenálláson. 
[[SzaboJanos|szaja]] - 2008.11.13

[[Category:Infoalap]]