Mérés laboratórum 2 - 4. mérés ellenőrző kérdései
Ha nem tudod, hogy állj neki, olvasd el a tutorialt.
1. Adott egy eltolt szinuszjel, melynek egyáramú összetevője (ofszetje) -1 V, a váltóáramú összetevő csúcstól-csúcsig vett értéke pedig 2 Vpp.
a/ Mekkora a váltóáramú összetevő effektív értéke?
A váltóáramú összetevő értéke megegyezik az ofszet nélküli szinuszjel esetén alkalmazott értékkel, mert a DC ofszetet ilyenkor nem kell figyelembe venni.
[math] V_{RMS} = \frac{1}{\sqrt{2}} V_P = 0,707*1 = 0,707 [/math] .
b/ Mekkora a teljes (az eredő) jel effektív értéke?
A jegyzetben található képlet szerint az U2, mindig a DC (offszet) összetevő értéke, tehát: –1 V Ha a jel szétbontható DC és AC részre akkor az eredő a lenti képlet szerint lehet kiszámolni:
Az általános képletből [math] U = \sqrt{\frac{1}{T} \int\limits_{0}^{T} u^2(t) \mathrm{d}t} \Rightarrow U_{DC} = - 1 [/math]
[math] U = \sqrt{U_{AC}^2 + U_{DC}^2} = \sqrt{0,707^2 + ( - 1 )^2} = 1,2246 [/math]
2. A labor-mérőhelyen a hullámforma-generátor (funkciógenerátor) kimenetét rákötjük az Agilent multiméter megfelelő mérőbemenetére. A funkciógenerátor beállítása: Sine; Freq = 1 kHz, Offset = +1 V, Ampl = 4 Vpp, Output_setup: High_Z Load, Output = ON. A multiméter milyen értéket fog jelezni
a/ az AC V gomb megnyomása után?
Az Agilent multiméter AC V gomb hatására a váltóáramú összetevő effektív értékét mutatja. Offszet nélküli szinuszjel esetén [math] V_{RMS} = \frac{1}{\sqrt{2}} V_P = 0,707*2 = 1,414 [/math] .
b/ a DC V gomb megnyomása után?
Ebben az esetben a multiméter az egyenáramú összetevő effektív értékét mutatja, ami a jegyzetben található képlet szerint, mindig a DC (offszet) összetevő értéke, tehát: 1 V
3. A labor-mérőhelyen a hullámforma-generátor kimenetét rákötjük az Agilent multiméter megfelelő mérőbemenetére. A funkciógenerátor beállítása: Square; Freq = 1 kHz, Offset = +1 V, Ampl = 2 Vpp, Output_setup: High_Z Load, Output = ON. A multiméter milyen értéket fog jelezni
a/ az AC V gomb megnyomása után?
Offszet nélküli négyszögjel esetén az effektív érték megegyezik a [math] V_P [/math] -vel; [math] V_{pp} = 2 \Rightarrow V_p = 1 [/math]
b/ a DC V gomb megnyomása után?
A jegyzetben található képlet szerint, mindig a DC (offszet) összetevő értéke, tehát: 1 V
4. A labor-mérőhelyen a hullámforma-generátor kimenetét rákötjük az Agilent 54622A oszcilloszkóp bemenetére. A funkciógenerátor beállítása: Square; Freq = 1 kHz, Offset = +1 V, Ampl = 2 Vpp, Output_setup: High_Z Load, Output = ON. A milyen értéket fog jelezni az oszcilloszkóp Quick Measure > RMS funkciója
a/ az oszcilloszkóp bemenetének Coupling_DC állapotában?
Az oszcilloszkóp ebben az esetben a teljes jel effektív értékét mutatja. Tehát: [math] U_{AC} = V_P = 1 [/math], [math] U_{DC} = 1 [/math], [math] U = \sqrt{U_{AC}^2 + U_{DC}^2} = \sqrt{1^2 + 1^2} = \sqrt{2} [/math]
b/ az oszcilloszkóp bemenetének Coupling_AC állapotában?
Az oszcilloszkóp ebben az esetben a váltóáramú összetevő effektív értékét mutatja. Az előző feladatok alapján offszet nélküli négyszögjel esetében: [math] U_{AC} = V_P = 1 [/math]
5. Digitális multiméterrel egyenfeszültséget mérünk. A műszer választott méréstartománya (végkitérése) 19,999 V, a mutatott érték 12,345 V. Adja meg a mérés pontosságát a műszer alábbi specifikációs adatai alapján: DC feszültségmérés pontossága: ± (0,05% of reading + 0,01% of range)
(reading : leolvasott érték, range : mérési tartomány, méréshatár)
megj: levlistán is sokszor kérdezték, hogy kell ezt kiszámolni. Nos a képlet adott a kérdésben: ± ( 0,05 * mutatott_érték/100 + 0,01 * méréstartomány/100 ) , a pontosság pedig azt jelenti, hogy a valódi értékhez képest ekkora az eltérés tartomány amibe eshet a mért feszültség. -- SzaboBalintIstvan - 2010.04.09.
6. Megmértük egy generátor kimenő ellenállását (belső ellenállását) a 4. mérési feladatnak megfelelő mérési elrendezésben. A terhelő ellenállás mért értéke 90 Ohm A mért feszültségek: U0 = 2 V, U1 = 1,4 V a mért értékekből számítsa ki a generátor kimenő ellenállását
[math] R_l= 90 Ohm [/math]
[math] R_{out}=(U_0-U_1)*\frac{R_l}{U_1} = (2-1,4)*\frac{90}{1,4} = 38,57 Ohm [/math]
7. Mikor kell egy jelvezetéket távvezetéknek tekinteni?
A "távvezetékként tekintendő" azt jelenti, hogy már jól érzékelhető reflexiók jelennek meg, melyek szerencsétlen esetben zavarják a logikai hálózat működését.
Nagysebességű ill. nagyfrekvenciás áramkörök vizsgálatánál a vezeték már nem tekinthető egyetlen elektromos csomópontnak, az elektromágneses jel véges terjedési sebessége miatt a vezeték két végén a pillanatnyi feszültség eltérő értékű. Ilyen esetben a jelvezetéket már távvezetékként kell kezelni. Röviden: Ha [math]t_t\lt 2t_p[/math] ([math]t_t[/math] = transition time, [math]t_p[/math] = propagation time, terjedési idő) -- banti - 2007.05.02
8. Mi a reflexiós tényező és hogyan határozható meg?
A reflektált hullám és a beérkező hullám hányadosát, reflexiós tényezőnek nevezik. A reflexiós tényező nagysága az alábbi gondolatmenettel könnyen meghatározható. Tekintsük a távvezeték "jobboldali" végét, ami R2-vel van lezárva. A lezárási ponton az eredő feszültség (u2) és áram (i2) hányadosa a Ohm törvényének megfelelően: u2/i2 = R2. A távvezetéken érkező hullám feszültségének(U1+) és áramának(I1+) aránya viszont Z0. A lezáráson tehát egy akkora reflektált hullámnak (U2-) kell fellépnie, hogy az eredőre igaz legyen az R2-nek megfelelő arány: (U1+ + U2-) / (I1+ - I2-) = R2. (Az eredő áramhullám meghatározásánál a második tag előtti mínusz előjel a mérőirányok miatt van.) A számítást nem részletezve az r-rel jelölt reflexiós tényező: r = (U2-) / (U1+) = (R2 - Z0) / (R2 + Z0)
9. Mekkora a reflexiós tényező rövidzár esetén?
Lezárás rövidzárral (R2=0). A reflexiós tényező ekkor r = -1. Ez könnyen megjegyezhető, mert a rövidzáron a feszültség nulla, ami úgy teljesül, hogy a beérkező feszültséghullámmal azonos nagyságú, de ellentétes polaritású reflektált hullám alakul ki, és ezek eredője nulla
10. Mekkora a reflexiós tényező szakadás esetén?
Lezárás szakadással (R2=végtelen). A reflexiós tényező ekkor r = +1. Ez esetben az eredő áram nulla, ami úgy teljesül, hogy a beérkező feszültséghullámmal azonos nagyságú és polaritású reflektált feszültséghullám alakul ki, és az ezekhez tartozó áramhullámok eredője nulla. (Nálunk ehhez kértek képletet is)
