LABO 5 / 6 : De tijdbasis 2

De tijdbasis 2 1 / 33 1. Doelstellingen LABO 5 / 6 : De tijdbasis 2 Na het uitvoeren van de proeven : begrijp je db in de meettechniek en kan je het toepassen. kan je een bodediagram lezen, begrijpen, opmeten en tekenen. begrijp je de werking van de kalibratieknop. kan je de scoop in X-Y mode gebruiken. begrijp je de functie van de Hold-off knop. kan je de verschillende instellingen van de triggergenerator gebruiken. 2. Algemeenheden 2.1. De db (Decibel) in de meettechniek 2.1.1. Wat is logaritme (log)? Enkele voorbeelden Log(10) = Log(10 1 ) = 1 Log(100) = Log(10 2 ) = 2 Log(1000) = Log(10 3 ) = 3 Log(1) = Log(10 0 ) = 0 Log(0,1) = Log(10-1 ) = -1 Log(0,01) = Log(10-2 ) = -2 Log(5) = Log(10 0,698 ) = 0,698 want 5 = 10 0,698 Log(34) = Log(10 1,531 ) = 1,5531 want 34 = 10 1,531 De omgekeerde bewerking is antilog of log -1. Let op, log -1 (X) is niet gelijk aan 1/log(X)!! Met behulp van het rekentoestel voeren we de bewerking antilog uit door eerst de knop SHIFT (of INV voor sommige toestellen) en vervolgens LOG in te drukken. Zie cursus rekenkundige technieken voor rekenrekels in verband met logaritme. 2.1.2. Wat is decibel (db)? We kennen allemaal de eenheid db uit geluidsmetingen. Zo weten we dat een geluid van 15 db zeer zacht en een geluid van 120 db zeer luid is, deze laatste is namelijk de menselijke pijngrens. We kunnen geluid ook uitdrukken in W/m². Dit is een echter een nietszeggende eenheid die tevens onhandig is in gebruik. Als we een signaal hebben van bv 10-2 W/m² kunnen we ons moeilijk voorstellen of dit zacht of luid is. Een bijkomende moeilijkheid in het vinden van een handige schaal is het feit dat onze geluidswaarneming niet lineair is maar logaritmisch. Als we bv 2 luidsprekers plaatsen dan zullen wij bij een verdubbeling van het aantal luidsprekers naar 4 het geluid niet waarnemen als dubbel zo luid maar slechts een kleine toename waarnemen nl 3dB. Een geluid met een vermogen van 10-12 W/m² wordt genomen als eenheid. We kunnen nu de verhouding nemen van het vermogen van ons signaal 10-2 W/m² en de eenheid 10-12 W/m², dan bekomen we 10.000.000.000. Aangezien ons gehoor logaritmisch werkt

De tijdbasis 2 2 / 33 nemen we hiervan het logaritme en bekomen we 10 bel. De eenheid bel is te groot om mee te werken, daarom nemen we 1/10 van een bel of 1 decibel en bekomen we voor ons signaal van 10-2 W/m² een waarde van 100dB. Een geluid met een vermogen van 10-12 W zal dus een resultaat geven van 0dB. Hieruit kunnen we besluiten dat db de eenheid is van een verhouding (hier van vermogens). 2.1.3. Verhoudingen in de meettechniek In de meettechniek wordt de verhouding tussen twee grootheden meestal uitgedrukt in db (decibel). Dit kan een verhouding zijn van spanningen of vermogens. Formules: Spanningsverhouding A u = 20 log(u uitgang / U ingang ) uitgedrukt in db Vermogensverhouding A p = 10 log (P uitgang / P ingang ) uitgedrukt in db Het is niet nodig om de juiste waarde van de vermogens of spanningen te kennen. Als we de verhouding kennen kunnen we de versterkings- of verzwakkingsfactor in db berekenen. De db geeft namelijk een relatieve verhouding van de grootheden weer. We kunnen een verzwakker herkennen aan het feit dat deze een verhouding uitgedrukt in db heeft die kleiner is als 0, een versterker heeft een waarde groter als 0 Voor een versterker is de waarde in db groter als 0, voor een verzwakker kleiner als 0. Indien de waarde gelijk is aan 0 is er geen versterking, noch een verzwakking hetgeen men in de elektronica een spanningsvolger noemt. Let wel op: 1. We spreken van een verzwakker van 3dB en niet van een verzwakker van 3dB aangezien het woord verzwakker het minteken impliceert. 2. Indien de waarde van een verzwakker gegeven is als positief getal, moeten we zelf het minteken toevoegen bij berekeningen. Voorbeeld 1 Een versterker heeft een spanningsverhouding van 5 maal. Bereken de waarde in db. We nemen de formule voor spanningsverhouding en vullen de gegevens is: U uit A 20 log u = = 20log( 5) Uin A u =13,979 db

De tijdbasis 2 3 / 33 Voorbeeld 2 Met welke factor zal een verzwakker van 3dB een vermogen verzwakken? We kennen de waardes van de vermogens niet, we zullen bijgevolg moeten gaan rekenen met relatieve waardes. We spreken van een verzwakker, de verhouding uitgedrukt in db is dus 3dB. We moeten de formule gebruiken van vermogensverhouding aangezien we hier spreken over een vermogensverzwakking. Invullen in de formule geeft ons: Puit 3dB = 10log Pin 1 3 Puit log ( ) = 10 Pin Puit = 0,5012 P Het vermogen wordt bijgevolg ongeveer gehalveerd. Indien dit een spanningsversterking zou zijn bekomen we een resultaat van in U U uit in = 0,7079 Reken dit resultaat zelf na!!

De tijdbasis 2 4 / 33 2.1.4. Omzettingstabellen Indien we de waarde van een verzwakker of versterker krijgen en we de spannings- of vermogensverhouding wensen te berekenen, kunnen we dit m.b.v. omzettingstabellen. Hierbij wordt de waarde van de versterker (of verzwakker) vb 18,2 db opgesplitst in de waarden die we in de tabel terugvinden. Hier 18,2 db = 18dB + 0,2dB. 18 db = 7,943 0,2 db = 1,023 Resultaat: 18,2dB = 7,943 x 1,023 = 8,126 (Zie formules logaritme in de wiskunde) Vandaag beschikken we allen over een rekentoestel zodoende dat deze omzettingstabellen niet meer worden toegepast.

De tijdbasis 2 5 / 33 2.1.5. Absolute waarden in db In 2.1.1. hebben we als voorbeeld voor db het geluid genomen. Hier hebben we een absolute waarde 10-2 W/m² omgezet in een getal met eenheid de db. In de meettechniek hebben we tot nog toe enkel de verhouding tussen twee spanningen of twee vermogens uitgedrukt in db. Dit is dus een relatieve waarde. In de meettechniek kunnen we echter ook een absolute waarde (bv 5W, 3V, ) uitdrukken in db namelijk in dbv, dbw, dbµv of in dbm, afhankelijk van wat we als referentie nemen. Het verschil tussen deze voorstellingswijzen wordt duidelijk gemaakt aan de hand van enkele voorbeelden. 1. dbm Met dbm verstaat men het aantal db s t.o.v. het vermogen van 1mW. Dit is dus een absoluut vermogen. db is dus een relatieve waarde (verhouding) en de dbm een absolute waarde. Voorbeeld: Een versterker produceert een vermogen van 12W. Hoeveel dbm is dit? 12W = 10 log (12 / 0,001) = 40,79dBm Een signaalgenerator heeft een uitgangsvermogen van 13 dbm. Welk uitgangsvermogen meten we? De signaalgenerator heeft een vermogen dat 13 db meer is als 0 db waarbij 0 db gelijk is aan 1mW 13 dbm = 10 log(?p / 1mW)?P = 1 mw x log -1 (13 / 10) P = 19,95mW 2. dbw De dbw is evenals de dbm een absoluut vermogen. De nulreferentie ligt hier bij 1W. Dus 0dBW = 1W. Voorbeeld: Een versterker produceert een vermogen van 12 W. Hoeveel dbw is dit? 12W = 10 log (12 / 1) = 10,79dBW Een signaalgenerator heeft een uitgangsvermogen van 13 dbw. Welk uitgangsvermogen meten we? De signaalgenerator heeft een vermogen dat 13 db meer is als 0dB waarbij 0dB gelijk is aan 1W. 13dBW = 10 log(?p / 1W)?P = 1W x log -1 (13 / 10) P = 19,95W

De tijdbasis 2 6 / 33 3. dbv Bij de dbv ligt de nulreferentie bij 1V. Dus 0dBV = 1V Voorbeeld: Aan de uitgang van een voeding meten we een spanning van 12dBV, hoeveel Volt meten we? 4. dbµv 12 = 20 log(?v /1V)?V = 1V log-1(12/20) de uitgangsspanning is 3,98V Hierbij is als nulreferentie een spanning van 1µV genomen. Voorbeeld: Aan de uitgang van een regelaar meten we een spanning van 12dBµV, hoeveel Volt meten we? 12 = 20 log (?V/1µV)?V = 1µV log-1 (12/20) De uitgangsspanning is 3,98µV. 2.2. Opdrachten Opgave 1: Bereken de spanningsversterking indien de ingangsspanning = 1V en de uitgangsspanning = 10V. Is dit een verzwakker of versterker? Opgave 2: Bereken de spanningsversterking indien de ingangsspanning = 220V en de uitgangsspanning = 10V. Is dit een verzwakker of versterker? Opgave 3: Bereken de spanningsversterking indien de ingangsspanning = 10V en de uitgangsspanning = 10V. Is dit een verzwakker of versterker?

De tijdbasis 2 7 / 33 Herhaal al de bovenstaande opgaven maar vervang de eenheid V steeds door W (vermogen). Besluit A>0 => U uit.. U in A<0 => U uit.. U in A=0 => U uit.. U in Opgave 4: Bereken de spanningsverhouding van versterker van 3dB. Opgave 5: Bereken de vermogensverhouding van versterker van 3dB. Opgave 6: Bereken de spanningsverhouding van verzwakker van 36dB. Opgave 7: Bereken de spanningsverhouding van versterker van 36dB.

De tijdbasis 2 8 / 33 2.3. verzwakkers 2.3.1. De verzwakker opgebouwd met weerstanden Een spanningsverzwakker kan eenvoudig worden opgebouwd met behulp van twee of meer weerstanden in serie (zie figuur op volgende pagina). De verzwakking (A) wordt uitgedrukt in db. Formules: Met behulp van de formules voor een spanningsdeler bekomen we: U uit R2 = U in R1+ R2 Voor de versterking / verzwakking bekomen we: Au = 20 log (U uit / U in ) of 2 ( ) R A u= 20 log R1+ R Berekeningsvoorbeeld van een verzwakker m.b.v. weerstanden: I 2 R 1 U in R 2 U uit = (-10 db) Bereken de weerstanden R1 en R2. Berekening: We hebben 1 vergelijking met 2 onbekenden. Deze vergelijking is onoplosbaar vandaar dat we 1 weerstandswaarde mogen kiezen. Welke waarde we kiezen zal geen invloed hebben op de waarde van de verzwakker aangezien niet de absolute waarden van de weerstanden de verzwakker bepalen maar de verhouding van de weerstanden. Stel R1 = 1kΩ R2 10 = 20log R1 + R 1 R2 log ( 0,5) = 1+ R 2 ( ) 2 R2 = 20log 1+ R 2 0,316 ( 1 + R2 ) = R2 R2 = 461Ω Deze waarde is gelijk voor metingen met gelijkspanning en wisselspanning bij eender welke frequentie.

De tijdbasis 2 9 / 33 2.3.2. De verzwakker opgebouwd uit weerstand, condensator en spoel Indien de verzwakker niet enkel uit ohmse weerstanden bestaat hebben we een verzwakker waarbij de uitgangsspanning niet enkel afhankelijk is van de gebruikte componenten maar ook nog van de aangelegde frequentie. In dit geval zal er tussen in- en uitgangsspanning een verschil in grootte en een faseverschuiving optreden. Indien we de faseverschuiving en verhouding van in- en uitgangsspanning opmeten bij verschillende frequenties en deze metingen uitzetten in een grafiek, dan bekomen we een bodediagram. Voor een bodediagram zetten we dus uit: de versterking (in db) in functie van de frequentie de faseverschuiving (in ) in functie van de frequ entie 2.3.3. Bodediagram We wensen de faseverschuiving en de verhouding van in- en uitgangsspanning op te meten voor een frequentiebereik van 0 Hz tot 100 khz. Hiervoor meten we deze waarden bij een aantal frequenties op bv bij 0 HZ, 10 Hz, 100 Hz, 1000 Hz,. Om alle meetpunten te kunnen aanduiden op de grafiek nemen we als schaal 1mm per Hz. Dit resulteert in een grafiek van 100.000 mm bij het opmeten tot 100 khz. Dit is 100m!!! Onmogelijk om zo een grafiek te tekenen. Nemen we1mm voor 1kHz, dan bekomen we een grafiek van 10cm maar hoe gaan we nu nauwkeurig 1 Hz of 100 Hz aanduiden? Hieruit blijkt dat een gewone lineaire schaal niet volstaat. We gaan daarom gebruik maken van een logaritmische schaalverdeling. Op een lineaire schaal bestrijkt iedere eenheid eenzelfde afstand. Bij een logaritmische schaal bestrijkt iedere decade dezelfde afstand. Een decade is de afstand tussen 2 eenheden op een schaal die zich verhouden met factor 10 vb van 1 tot 10 Hz, van 300 tot 3000 Hz, van 1 khz tot 10 khz 0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 khz 1 decade 1 decade Let op: Op een logaritmische schaal kan men nooit een waarde nul aanduiden!! Op een logaritmische schaal kan men nooit negatieve waarden aanduiden!!

De tijdbasis 2 10 / 33 2.3.4. Voorbeeld van een bodediagram A [db] -3dB punt buigpunt of breekpunt -20dB fr [Hz] ϕ [ ] 1-45 fr [Hz] -90 Opmerking: Een bodediagram bestaat altijd uit twee delen die precies onder elkaar worden getekend op dezelfde pagina Bespreking bodediagram: Bij lage frequenties hebben we geen faseverschuiving maar wel een versterking. Naarmate de frequentie stijgt zal de versterking dalen en krijgen we een negatieve faseverschuiving. Bij die frequentie waarbij de faseverschuiving gelijk is aan 45 hebben we een verzwakking van 3dB of versterking van 3dB t.o.v. de oorspronkelijke versterking. Dit noemen we het breekpunt of het buigpunt. Vanaf het buigpunt zal de versterking met 20 db per decade dalen. De hogere frequenties worden dus niet meer versterkt maar verzwakt. Deze schakeling zou dienst kunnen doen voor een laag frequent filter/ versterker waarbij de storingssignalen (hoge frequenties) worden weggefilterd.

De tijdbasis 2 11 / 33 2.4. Opdrachten Opgave 1: Bereken de waarde van een spanningsverzwakker in db met als ingangsspanning 10V, R 1 = 330Ω en R 2 =1000Ω. I R 1 U in R 2 U uit Opgave 2: Bereken de waarde van de weerstanden van volgende schakeling als U in = 15V en U uit = 10V. I R 1 U in R 2 U uit

De tijdbasis 2 12 / 33 Opgave 3: Bereken de weerstanden van volgende schakeling: I R 1 U in R 2 U uit = -10dB

De tijdbasis 2 13 / 33 Opgave 4: Bereken de weerstanden van volgende schakeling: I R 1 U in R 2 U uit = -20dB

De tijdbasis 2 14 / 33 Opgave 5: Bereken de weerstanden van volgende schakeling: I R 1 U in R 2 U uit = -15dB R 3 U uit = -20dB

De tijdbasis 2 15 / 33 Opgave 6: Bereken de weerstanden van volgende schakeling indien de verzwakkingen (!) gelijk zijn aan 10 en 5 db. I R 1 U in R 2 U uit = R 3 U uit =

De tijdbasis 2 16 / 33 2.5. Opmeten van een bodediagram Om een bodediagram te kunnen tekenen moeten we de spanningsversterking en de faseverschuiving kennen in functie van de frequentie. De spanningsversterking meten we met een multimeter en de fase verschuiving meten we met de scoop. Voor dit laatste moeten we gebruik maken van de kalibratieknop. 2.5.1. De kalibratieknop De tijdbasis op de scoop wordt gevormd door aan de verticale afbuigplaten een zaagtandspanning aan te leggen. Deze zaagtandspanning wordt gegenereerd door een zaagtandspanningsgenerator en is een lineair met de tijd toenemende spanning zodat we een x-as bekomen met een lineaire verdeling (tijdsas). Naarmate de helling van de zaagtandspanning groter is (sneller stijgen) zal de elektronenbundel sneller van links naar rechts over het scherm verplaatsen. Deze helling kunnen we stapsgewijs instellen met de TIME/DIV knop. Deze knop is een meerstanden -schakelaar. Iedere stand is voorzien van een geijkte schaal zodat aflezing van de periode van een signaal mogelijk is. Op deze knop vinden we echter nog een kleinere rode draaiknop : de kalibratieknop. De schaal behorende bij de TIME/DIV knop is enkel geldig indien deze kalibratieknop in gekalibreerde stand staat. Indien we deze knop verdraaien, gaan we de helling traploos wijzigen. De helling wijzigt terwijl de schaal die we aflezen op de TIME/DIV knop gelijk blijft zodat we geen periodes, en bijgevolg ook geen frequenties, meer kunnen aflezen. U TIME/DIV // kalibratie t 2.5.2. Meten van een faseverschuiving Toch heeft deze knop een functie. Een volledige periode van een periodiek signaal, wordt gelijk gesteld aan 360 elektrische graden. (360 ). Met behulp van de kalibratieknop kunnen we de tijdbasis zodanig aanpassen dat 1/2 periode juist gelijk is aan 9 hokjes horizontaal. Dit resulteert in 360/(2*9) = 20 per division. Let er wel op dat we nu de periode niet meer kunnen aflezen!! Indien we twee wisselspanningsignalen gelijktijdig op het scherm zichtbaar maken, kunnen we de faseverschuiving tussen deze signalen aflezen.

De tijdbasis 2 17 / 33 Dit doen we als volgt: In het oorspronkelijke beeld zien we dat de beide signalen niet symmetrisch gelegen zijn t.o.v. de middenlijn van het scherm. Ingang Uitgang Vervolgens regelen we beide signalen symmetrisch t.o.v. de middenlijn van het scherm. (Y-pos knop) (beide massalijnen moeten niet gelijk vallen) Verdeel een halve periode over 9 vakjes. Zo is 180 = 9 vakjes of elk vakje 20 (De tijd moet niet in een callibratiestand staan) Regel de hoogte van de figuur met de V/div en kalibratieknoppen van de verticale versterkers zodat er een scherpe snijding is met de x-as. Zo kunnen we de doorsnijding beter bepalen. Indien de uitgang later komt dan de ingang is de faseverschuiving negatief, anders positief Hier is de faseverschuiving = 1.5*20 negatief = -30

De tijdbasis 2 18 / 33 2.5.3. Meten van de versterkingsfactor We kunnen de versterkingsfactor meten door de ingangsspanning en de uitgangsspanning te meten in Volt met de multimeter. Vervolgens berekenen we de versterkingsfactor met de formule: A u = 20 log(u uitgang / U ingang ) Een tweede mogelijkheid is het rechtstreeks meten van de uitgangsspanning in db met de multimeter (enkel mogelijk met bepaalde multimeters!!!). Volg volgende bewerking op in de juiste volgorde: 1 Meet de ingangspanning in Volt 2 Druk op de knop V/dB 3 Druk op de REL knop. 4 Verplaats de meetdraad en meet de uitgangsspanning(en). 5 De meting is nu de uitgangsspanning in db. Let op: Iedere keer we de ingangsspanning aanpassen of een andere meting uitvoeren moeten we bovenstaande handelingen opnieuw uitvoeren.

De tijdbasis 2 19 / 33 2.6. Kleurcode weerstanden E12 reeks E12 ± 10% 10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82

De tijdbasis 2 20 / 33 2.7. Hoe lees je codes op condensatoren? Bij de meeste condensatoren staat de waarde er opgedrukt, zoals 0,1 µf of 10 nf. Een tweede mogelijkheid is de vermelding als volgt: 0u1 voor 0,1 µf of 2n2 voor 2,2 nf. Kleine condensatoren zoals keramische (schijf) of plasticfilm condensatoren hebben meestal 3 cijfers en een letter, of soms alleen 2 cijfers. Dit moet je lezen als pico farad. Een voorbeeld: 47 gedrukt op een kleine condensator moet gelezen worden als 47 pico farad. Een voorstelling met drie cijfers komt ook zeer veel voor. Het lijkt een beetje op de kleurcode voor weerstanden. De eerste twee cijfers zijn de tientallen en eenheden, het derde cijfer is de vermenigvuldigingsfactor. Met andere woorden het derde cijfers is het aantal nullen. Zie de tabel hieronder. 3 e cijfer Vermenigvuldigingsfactor 0 1 1 10 2 100 3 1000 4 10 000 5 100 000 6 1000 000 7 10 000 000 8 0,01 9 0,1 Een reeks voorbeelden: Opdruk Waarde in pf nf µf 10 10 pf 100 100 pf 101 100 pf 102 1000 pf 1 nf 0,001 µf 103 10 000 pf 10 nf 0,01 µf 104 100 000 pf 100 nf 0,1 µf 105 1000 000 pf 1000 nf 1 µf 106 10 000 000 pf 10 000 nf 10 µf 107 100 000 000 pf 100 000 nf 100 µf

De tijdbasis 2 21 / 33 Opgave 1: opmeten van een ohmse verzwakker Bereken de verzwakker met ohmse weerstanden die voldoet aan volgende voorwaarden en bepaal de benodigde weerstanden uit de E12 reeks. Bereken ook de stroom door het netwerk (let op I max van de gebruikte weerstanden) en de uitgangsspanningen indien de ingangsspanning 5V DC is. Bouw vervolgens de schakeling op en controleer de werking. I R 1 U in R 2 U u2 ( -10 db) R 3 U u1 ( -20 db)

De tijdbasis 2 22 / 33 berekende waarde R 1 = R 2 = R 3 = waarde E12 reeks R 1 = R 2 = R 3 = kleurencode Metingen: U in = V I = ma (berekende waarde) U R2 = V U in = db U u1 = V U u1 = db U u2 = V U u2 = db Opgave 2 : Opmeten van een RC-netwerk Voorzie de onderstaande schakeling van een sinusoïdale ingangsspanning met een amplitude van 5V max en f = 1600 Hz. Meet het ingangssignaal op kanaal 1, het uitgangssignaal op kanaal 2. Maak beide signalen gelijktijdig zichtbaar op het scherm Trigger op kanaal 1 en teken het beeld op (beide signalen op scoopbeeld 1). Trigger op kanaal 2 en teken het beeld op (beide signalen op scoopbeeld 2). Duid op iedere figuur de massa aan en welk signaal CHI en CHII is! Uin R = 1 kω Uuit C = 0.1µF

De tijdbasis 2 23 / 33 Triggering CHI (2 signalen tekenen) Time/div Volt/div CHI Volt/div CHII.... s/div....v/div.... V/div Triggering CHII (2 signalen tekenen) Time/div Volt/div CHI Volt/div CHII.... s/div....v/div.... V/div

De tijdbasis 2 24 / 33 Verklaar het verschil tussen de bekomen scoopbeelden: Metingen bij 1600 Hz: U in max = U uit max = Bereken de versterking of verzwakking (db): Bekomen we een versterker of verzwakker?

De tijdbasis 2 25 / 33 Opgave 3: opmeten van een bodediagram We merkten in voorgaande oefening dat de uitgangsspanning kleiner is als de ingangsspanning. We hebben hier dus te maken met een verzwakker. Deze verzwakker is echter niet uitsluitend opgebouwd uit ohmse weerstanden. De impedantie van een condensator is afhankelijk van de frequentie. De verzwakking is bijgevolg ook frequentieafhankelijk. We gaan nu de verzwakking berekenen en meten in functie van de frequentie. Meet de uitgangsspanning en faseverschuiving bij volgende frequenties: 0 Hz : een frequentie van 0Hz is een gelijkspanning. Voor deze meting leggen we dus een gelijkspanning aan van 5V DC met de gelijkspanningsbron. 100 Hz, 500 Hz, 1 khz, 1600 Hz, 5 khz, 10 khz, 20 khz, 50 khz, 80 khz, 100 khz met de functiegenerator. Duid op onderstaand schema de meettoestellen aan. Uin R = 1 kω Uuit C = 0.1µF Benodigde formules: U = 1 uit U 2 in 1+ ( ω RC) ϕ = bgtg( ω RC) Zet de berekende en gemeten waarden uit in de tabel op volgende pagina: Tip: begin altijd met de frequentie nauwkeurig af te regelen. Dus kalibreren!! Doe per frequentie steeds al de metingen vooraleer je de frequentie wijzigt. De studenten die het jaar bissen vervangen de weerstand door een van 10 kω en de condensator door een van 4700 pf!!!

De tijdbasis 2 26 / 33 U in = (steeds de max!! waarde weergeven) R = C =. Doe al de metingen bij een ingestelde frequentie alvorens deze te wijzigen!! f [Hz] U uit [V] A u [] A u [db] ϕ [ ] berekend gemeten Berekend gemeten berekend gemeten Opgave 4 Teken het bodediagram op logaritmisch papier. Zie voorbeeld op de laatste pagina. Opgave 5 Herhaal opgave 3 voor volgende schakeling. U in C = 0.1µF U uit R = 1 kω

De tijdbasis 2 27 / 33 Benodigde formules: U uit = U in 1+ ω. RC ( ω. RC) 2 ( ) ϕ = 90 Bgtg ω.rc Zet de berekende en gemeten waarden uit in de tabel op volgende pagina: De studenten die het jaar bissen vervangen de weerstand door een van 10 kω en de condensator door een van 4700 pf!!! U in = (steeds de max!! waarde weergeven) R=... C = f [Hz] U uit [V] A u [] A u [db] ϕ [ ] berekend gemeten berekend gemeten berekend gemeten Opgave 6 Teken het bodediagram op logaritmisch papier. (zie vb p24!!! )

De tijdbasis 2 28 / 33 Opgave 7 : besluiten Beschrijf het verloop van het eerste bodediagram (zie vb p24!!!) Beschrijf het verloop van het tweede bodediagram Besluit: Welke functie kunnen deze schakelingen vervullen?

De tijdbasis 2 29 / 33 Bodediagram opgave 4 1 1 10 10 1 00 100 10 00 1000 100 00 10000 1000 00 100000

De tijdbasis 2 30 / 33 Bodediagram opgave 6 1 1 10 10 1 00 100 10 00 1000 100 00 10000 1000 00 100000

De tijdbasis 2 31 / 33 2.8. Voorbeeld van een Bodediagram op logaritmisch papier A [db] Bodediagram versterker 20 10 0 10 100 1000 10000 100000 f [Hz] -10-20 -30-40 -50 ϕ [ ] 100 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 100 1000 10000 100000 f [Hz] Bespreking: Lage frequenties worden verzwakt. Signalen met een frequentie van 1000 Hz worden noch verzwakt, noch versterkt. Signalen met hogere frequenties worden versterkt met een max van 10dB voor de hogere frequenties. Het buigpunt of breekpunt bevindt zich ongeveer op een frequentie van 3500 Hz. Hier is de versterking 7dB, dit is 3dB kleiner als de max versterkingswaarde, en de faseverschuiving bedraagt 45.

De tijdbasis 2 32 / 33 Reserve Bodediagram 1 1 10 10 1 00 100 10 00 1000 100 00 10000 1000 00 100000

De tijdbasis 2 33 / 33 Reserve Bodediagram 1 1 10 10 1 00 100 10 00 1000 100 00 10000 1000 00 100000