Inleiding tot de Elektrotechniek. Inleidingspracticum

Transcriptie

1 Inleiding tot de Elektrotechniek Inleidingspracticum 1

2 Overzicht Oscilloscoop Experimenteerbord Multimeter Functiegenerator 2

3 De Oscilloscoop: Algemene Werking v(tijd) tijd De oscilloscoop zal het periodieke signaal opmeten in een beperkt tijdsvenster (aangeduid met een rood kader in de slides). Wanneer de lengte van het tijdsvenster geen veelvoud is van de periode van het signaal, dan zal het herhalend patroon steeds op een andere plaats in het oscilloscoopvenster weergegeven worden. Hierdoor wordt de informatie in het oscilloscoopvenster onbruikbaar. 3

4 De Oscilloscoop: Algemene Werking v(tijd) tijd Triggerniveau Stijgend / dalend Triggersignaal Om dit probleem op te lossen maakt men gebruik van een trigger. De oscilloscoop analyseert het triggersignaal en wanneer een bepaalde gebeurtenis in het signaal gedetecteerd wordt zal het de meting van het signaal starten. De gebeurtenis die de oscilloscoop kan triggeren is de overgang van het triggersignaal over een instelbaar triggerniveau. Zowel een stijgende als een dalende overgang over het triggerniveau kunnen als triggergebeurtenis gebruikt worden. In de figuur werd een dalende overgang gebruikt als trigger. Aangezien het periodieke signaal ruis kan bevatten (en dus niet periodiek is volgens de strikte wiskundige betekenis), kan het zijn dat ook het punt in het signaal waarop de trigger activeert een kleine variatie vertoont (ten opzichte van het heralend stuk in het signaal). Daarom is het belangrijk dat getriggerd wordt op een voldoende stijl stuk van het signaal (het middelste spanningsniveau van een blokgolffunctie is bijvoorbeeld een goede kandidaat). Het kan echter nuttig zijn op een minder geschikte (maar toch voldoende stabiele) plaats te triggeren wanneer men een ander deel van het signaal in het oscilloscoopscherm wil weergeven. 4

5 De Oscilloscoop: Het ijken van de probes 5 Het is belangrijk dat de probes geijkt worden, zodat een maximale nauwkeurigheid bekomen wordt bij het opmeten van een signaal. Bij een succesvolle ijking moet een mooie blokgolf zichtbaar zijn op het scherm. Wanneer de hoeken van de blokgolf te veel uitsteken (zoals in de figuur) of te veel afgerond zijn, is de probe respectievelijk onder- of overgecompenseerd. Met behulp van een kleine schroevendraaier kan de compensatie van de probe bijgesteld worden. 5

6 De Oscilloscoop: De basisinstellingen Scherm Regeling kanaal I / II Cursor Regeling van het Measure Acquire Autoset tijdsvenster Run/Stop Regeling van de triggering Ingangen kanaal I / II Ingang voor extern triggersignaal 6 6

7 De Oscilloscoop: Het Kanaalmenu 7 In het kanaalmenu kan men de volgende parameters instellen: - Coupling (AC/DC): Zet deze op DC (direct current). Deze mode laat alle componenten van het invoersignaal door, terwijl AC (alternating current) de DC component wegfiltert. - BW Limit: Hiermee kan men de bandbreedte van het ingangssignaal die opgemeten wordt limiteren om eventuele ruis te beperken, voor de practica mag dit op off blijven staan. - Volts/Div (Fine/Coarse): Hiermee kan je de gevoeligheid van de verticale schalingsknop voor het corresponderende kanaal instellen. - Probe: Opdat de oscilloscoop de juiste spanningswaarden kan weergeven, moet deze instelling overeenkomen met de gebruikte probes. Voor de practica is het de bedoeling de 10X-probes te gebruiken. 7

8 De Oscilloscoop: Inzoomen met de window -functie 8 8

9 De Oscilloscoop: Het Trigger-menu 9 In dit menu kan men de volgende parameters instellen: - Edge/Video : voor de practica willen we triggeren op een flank, dus gebruiken we edge-mode - Slope (Rising/Falling): Hiermee kan je instellen of je op een stijgende of dalende flank wilt triggeren. - Source: Hiermee kan je instellen welk signaal als triggersignaal gebruikt zal worden. - Mode (auto/normal/single): gebruik hiervoor auto, de oscilloscoop zal ook een beeld geven wanneer er geen geldige triggerwaarde wordt gevonden, wat niet het geval is bij normal. In single mode wordt er eenmalige acquisitie op het scherm weergegeven. - Coupling: dit moet opnieuw op DC staan om alle componenten van het signaal in beschouwing te kunnen nemen. 9

10 De Oscilloscoop: Ruis wegfilteren met het acquire -menu 10 In het acquire menu kan met gebruik maken van de Average-functie om ruis uit het signaal te filteren. De oscilloscoop zal hiermee een aantal (overeenkomend met de instelling in 'Averages') opeenvolgend opgemeten tijdsvensters uitmiddelen om zo het ruis in het signaal te verminderen. Indien mogelijk, werk in sample-mode. 10

11 De Oscilloscoop: Meten met het cursor -menu 11 Met behulp van de cursors kan men nauwkeurig een tijds- of spanningsverschil opmeten. Nadat men geselecteerd heeft wat men wil opmeten in Type (Time/Volts), en op welk signaal men wil meten in Source (CH1/CH2), kan men de cursors verplaatsen waarna in Delta het verschil tussen de waarden die overeenkomen met beide cursors wordt weergegeven. 11

12 De Oscilloscoop: Meten met het measure -menu 12 12

13 Signaalvormen van oscilloscoop overbrengen naar PC Rechtstreeks vanuit Excel via: Het menu Elektronica in de menubalk De werkbalk Elektronica 13 De signalen die opgemeten worden door de oscilloscoop kunnen overgebracht worden op de PC in Excel. Eventueel moet de plugin eerst worden opgeladen via Tools -> add-ins / Extra -> invoegtoepassingen. 13

14 Signaalvormen van oscilloscoop overbrengen naar PC : acquisitie Eerste kolom (vanaf selectie): Tijdsas Volgende kolommen: op de scoop zichtbare kanalen hoofding meetpunten/kanaal Tijdens een acquisitie: Niets aan de oscilloscoopinstellingen veranderen anders kan de oscilloscoop (en ook Excell) blokkeren

15 Overzicht Oscilloscoop Experimenteerbord Multimeter Functiegenerator 15

16 BNC aansluiting voor coax (niet doorverbonden) Het Experimenteerbord Signaalingangen doorverbonden met het bord 16 Op het bord bevinden zich een aantal contactpunten waar men uiteinden van draden of elektronische componenten kan inplaatsen. Tussen verschilende groepen contactpunten werd intern in het bord reeds een verbinding gemaakt. De aarding (zwart) werd verbonden met drie lange reeksen contactpunten zodat deze op elke plaats van het bord gemakkelijk bereikbaar is. Drie andere externe aansluitingen werden ook elk verbonden met een lange reeks contactpunten. Ook voor de rest van het bord werden een aantal groepen contactpunten intern met elkaar verbonden. Voor elk van de vier grote blokken werden groepen van vijf contactpunten (verticaal in de slide) met elkaar verbonden. 16

17 Het Experimenteerbord: Maken van een schakeling Maak je schakeling overzichtelijk door gebruik van een kleurcode: Zwart = massa Rood = voeding Andere kleuren = signalen Niet OK Verwijder zorgvuldig de IC's. Zorg dat de pootjes niet plooien OK Gebruik enkel de dikke draden (dunne geven slecht contact) en let goed op bij het strippen zodat uw draadjes niet afbreken in de contacten! 17 17

18 Iets over aarding Zorg steeds dat al je spanningsreferenties (schakeling, bronnen, oscilloscoop,..) ergens aan elkaar hangen Dit gebeurt liefst maar op 1 punt, anders creeer je aardingslussen! In geval van twijfel, controleer met de multimeter!! 18 18

19 Overzicht Oscilloscoop Experimenteerbord Multimeter Functiegenerator 19

20 De Multimeter 20 20

21 Spannings- en Stroommeting Spanningsmeting Stroommeting V R R A Circuit Circuit In parallel In serie 21 21

22 Meten met de multimeter 22 22

23 De Oscilloscoop: meten met de probes Let op: 1x 10x probes 23 23

24 De Oscilloscoop: Meten met de probes Let op: de massaklem van probe is niet zomaar een spanningsreferentie! Ze is binnenin de oscilloscoop verbonden met de aarding van het net en mag dus enkel verbonden worden met een massapunt! 24 24

25 Overzicht Oscilloscoop Experimenteerbord Multimeter Functiegenerator 25

26 Uitleesvenster: niet nauwkeurig! [. is de komma;, zijn puntjes] De functiegenerator Signaaltype : Regeling Frequentie regeling Amplitude- regeling Offsetregeling 26 Je meet het bekomen signaal best met de oscilloscoop na, aangezien de waarden op de functiegenerator niet altijd exact overeenkomen met de eigenlijke waarde. 26

27 De functiegenerator Secundaire uitgang: vaak gebruikt als triggersignaal Signaaluitgang 27 27