Osciloskop i RC krug 63
E1. Osciloskop i RC krug
1. Ključni pojmovi
Osciloskop, vremenska baza, osjetljivost, okidanje, sklop RC, vremenska
konstanta, impedancija
2. Glavne značajke osciloskopa
Osciloskop je uređaj koji, poput voltmetra, ima velik ulazni otpor. To znači da
se osciloskop može priključiti, baš kao i voltmetar, u paralelu s nekim
elementom u strujnom krugu da bi se izmjerio pad napona na dotičnom
elementu. Zbog svojega velikoga unutrašnjeg otpora, osciloskop neće
poremetiti odnose između struje i napona u strujnom krugu. Osciloskop je,
dakle, instrument za ispitivanje.
Za razliku od voltmetra koji pokazuje samo efektivnu vrijednost izmjeničnog
naboja, osciloskop pokazuje njegovu vremensku ovisnost. Ne ulazeći sada u
unutarnju građu osciloskopa, može se reći da na ekranu dobivamo sliku kojoj
horizontalnu os čini vrijeme, a na vertikalnoj je osi trenutačni napon koji se
dovodi na ulaznu priključnicu osciloskopa (INPUT). U skladu s tim, horizontalna
se os baždari u jedinicama vremena, a vertikalna u jedinicama napona. Na
ekranu je označena podjela osi pa se baždarenje svodi na jedinicu podjele.
Vremenska baza. Horizontalna os dijeli se u jedinicama vrijeme/podjeljak
(time/div). Skala horizontalne osi može se mijenjati za nekoliko redova
veličine, što se vidi iz oznaka uz preklopnik TIME/DIV na osciloskopu. Pri
promatranju signala u pravilu nepoznate frekvencije, potrebno je mijenjati
vremensku bazu dok se ne dobije prikladna slika na ekranu osciloskopa, tj.
željeni broj perioda signala. Važno je napomenuti da je vremensku bazu
(time/div) moguće kontinuirano mijenjati s pomoću potenciometra crvene boje
(SWP VAR), smještenoga pokraj preklopnika TIME/DIV. Samo u krajnjem
položaju crvenog potenciometra (kad klikne, CALIBRATED), vremenska baza
odgovara onoj postavljenoj s pomoću preklopnika.
Dva kanala. Mnogi osciloskopi imaju dvije priključnice za ulazne signale koji
se nazivaju kanal 1 (CH1) i kanal 2 (CH2). Predstavljanje signala na svakom
kanalu može se zasebno regulirati pa su komande za svaki kanal grupirane oko
njegove ulazne priključnice. Između grupa komandi za kanale 1 i 2 nalazi se
preklopnik MODE kojim možemo odabrati hoćemo li promatrati kanal 1 (CH1),
kanal 2 (CH2) ili oba istodobno (ALT). U posljednjem slučaju signali kanala 1 i
2 prikazuju se naizmjenično, ali ih mi, zbog tromosti oka i ekrana, vidimo
64 Osciloskop i RC krug
istodobno. To nam je korisno kada želimo promatrati dva signala istog perioda,
ali eventualno pomaknuta u fazi ili različitih amplituda.
Osjetljivost. Vertikalna os dijeli se u jedinicama volt/podjeljak (VOLT/DIV).
Skale vertikalne osi mogu se mijenjati za nekoliko redova veličine neovisno za
svaki kanal, što se vidi iz oznaka pokraj odgovarajućih preklopnika na
osciloskopu. Pri promatranju signala nepoznate amplitude, treba početi s
najmanjom osjetljivošću pa je postupno povećavati dok se ne dobije prikladna
slika. Osjetljivost (VOLT/DIV) je moguće kontinuirano mijenjati s pomoću
potenciometra crvene boje (VAR), smještenoga u središtu odgovarajućeg
preklopnika. Samo u krajnjem položaju crvenog potenciometra (kad klikne,
CALIBRATED), osjetljivost odgovara onoj napisanoj uz upravljač.
Položaj. Vertikalni položaji prikaza signala kanala 1 i 2 mogu se namjestiti
potenciometrima POSITION koji se nalaze u odgovarajućim grupama komandi. I
horizontalni položaj može se namjestiti potenciometrom POSITION koji se nalazi
uz kontrole vremenske baze.
Sprega (Coupling). Ulazni signal može se na vertikalnu os dovesti izravno ili
preko kondenzatora. U prvom slučaju (DC sprega) cijeli signal opažamo na
ekranu, a u drugom slučaju (AC sprega) opažamo samo izmjeničnu komponentu
signala. Preklopnik kojim namještamo spregu, ima i treći položaj GND, u kojem,
umjesto promatranog signala, dovedemo uzemljenje. Tim se položajem
preklopnika koristimo kada želimo namjestiti vertikalan položaj slike na ekranu
(POSITION).
Okidanje. Stabilnu sliku na ekranu možemo dobiti samo ako se učestalo
ispisuje isti oblik signala. To je moguće ako je signal periodičan te ako svaki
uzastopni zapis signala počinje uvijek istom točkom. Potonje se postiže
sustavom za okidanje (engl. trigger). Okidanje se u najjednostavnijem slučaju
obavlja s pomoću samog signala koji se želi promatrati (TRIGGER SOURCE:
INTERNAL). Kada je preklopnik za određivanje izvora signala za okidanje u tom
položaju, potrebno je odrediti koristimo li se za okidanje kanalom 1 ili kanalom
2. To odredjujemo preklopnikom INT TRIG koji se nalazi između grupa komandi
za kanale 1 i 2. Ako okidanje želimo izvesti neovisnim signalom,
priključujemo ga na priključnicu TRIGGER INPUT, a preklopnik TRIGGER
SOURCE postavimo na EXTERNAL. Preklopnik TRIGGER SOURCE ima i treći
položaj LINE. Kada je postavljen u taj položaj, za okidanje se koristi signal
gradske mreže (50 Hz).
Da bi okidanje bilo stabilno, potrebno je odabrati razinu signala (TRIGGER
LEVEL) i njegov nagib (SLOPE) za koje će osciloskop biti okinut, tj. točku od
koje počinje snimanje signala na ekranu. Može se odabrati predznak nagiba, tj.
hoće li osciloskop biti okinut na danoj razini kad signal raste ili pada. Dosad
opisani način okidanja nazivamo normalnim modom (MODE: NORM) rada
osciloskopa. Ako je razina signala za okidanje premala, na ekranu nećemo
Osciloskop i RC krug 65
vidjeti sliku. Stoga je katkad potrebno upotrijebiti automatsko okidanje (MODE:
AUTO), što nam daje kontinuiranu, ali ne i stabilnu sliku na ekranu. Neki
osciloskopi imaju još i dodatne modove u čije detalje nećemo ulaziti.
X-Y prikaz. Često se dva kanala mogu upotrijebiti tako da se ulazni signali
postave u X-Y prikaz, tj. jedan signal određuje kretanje svjetlucajućeg traga na
ekranu duž horizontalne osi (X), a drugi duž vertikalne osi (Y). Ovaj prikaz
odabiremo krajnjim položajem upravljača za vremensku bazu.
Među tehničkim značajkama nekog osciloskopa posebno mjesto zauzima
maksimalna frekvencija signala koji se može vjerno prikazati na ekranu. U
pravilu se ta frekvencija navodi uz oznaku modela na prednjoj ploči
osciloskopa. (Pronađite i očitajte tu frekvenciju za dani osciloskop.) Cijene
osciloskopa znatno rastu s maksimalnom frekvencijom. Danas se proizvode i
osciloskopi koji dosežu frekvencije u području GHz.
3. Sklop RC
a) Nabijanje i izbijanje kondenzatora
Razmotrimo najprije proces nabijanja kondenzatora na stalan napon i njegova
izbijanja na nulti napon (slika 1).
Slika 1. Shema za nabijanje i izbijanje kondenzatora
Ako zatvorimo prekidač 1P (prekidač 2P je otvoren), kondenzator se nabija do
maksimalnog napona koji je dan elektromotornom silom E . Prema drugom
Kirchoffovu zakonu, za strujnu petlju vrijedi u svakome trenutku
0C
QRIE , (1)
66 Osciloskop i RC krug
gdje je I trenutačna jakost struje, a Q trenutačni naboj na kondenzatoru.
Budući da je jakost struje povezana s promjenom naboja na kondenzatoru
dt
dQI , (2)
jednadžba (1) može se pisati u obliku
R
EQ
RCdt
dQ
1. (3)
Rješenje ove diferencijalne jednadžbe, uz početni uvjet 0)0( tQ , glasi
teCEtQ 1)( , (4)
gdje je
RC (5)
vremenska konstanta za dani sklop RC. Za t naboj se približava
maksimalnoj vrijednosti CE . U eksperimentu se mjeri napon na kondenzatoru
t
C eEC
QtV 1)( . (6)
Ako nakon nabijanja kondenzatora otvorimo prekidač 1P i zatvorimo 2P ,
dolazi do izbijanja kondenzatora. Drugi Kirchoffov zakon za novonastalu petlju
glasi
0C
QRI , (7)
tj. kao jednadžba (1), ali bez izvora elektromotorne sile. I sada vrijedi odnos
između jakosti struje I i promjene naboja na kondenzatoru, dan jednadžbom
(2). Valja uočiti da pri nabijanju kondenzatora imamo porast naboja, tj.
0dtdQ , pa struju smatramo pozitivnom, dok se pri izbijanju kondenzatora
naboj smanjuje ( 0dtdQ ) pa struju smatramo negativnom. Uvrštavanjem
(2) u (7), dobiva se diferencijalna jednadžba
01
QRCdt
dQ, (8)
koja se od jednadžbe (3) razlikuje samo na desnoj strani znaka jednakosti.
Rješenje jednadžbe (8), uz početni uvjet CEtQ )0( , glasi
tCEetQ )( , (9)
gdje je vremenska konstanta dana istim izrazom (5) kao pri nabijanju
kondenzatora. Eksperimentalno se promatra napon na kondenzatoru
t
C EeC
QtV )( . (10)
Osciloskop i RC krug 67
b) RC sklop u krugu s izmjeničnim naponom
Slika 2. Shema za sklop RC u krugu s izmjeničnim naponom
Razmotrimo sada odnose električnih veličina u sklopu RC koji je priključen na
izmjenični napon tVtV cos)( 0 . Primjenom drugoga Kirchoffova pravila
na strujnu petlju na slici 2, dobivamo
0cos0 C
QRItV , (11)
što je analogno jednadžbi (1). Upotrebom jednadžbe (2), dobivamo
tR
VQ
RCdt
dQcos
1 0 . (12)
U trenutku kada je 1cos t , jednadžba (12) ima oblik jednadžbe (3), tj.
kondenzator se nabija. U trenutku kada tcos padne na nulu, imamo situaciju
kao u jednadžbi (8), tj. izbijanje kondenzatora, a za 1cos t opet
nabijanje, ali suprotnim nabojem. Očito je da )(tQ također mora biti periodička
funkcija iste frekvencije kao i napon )(tV , ali s nekim faznim kašnjenjem u
odnosu na njega. Pišemo
tQtQ cos)( 0 , (13)
gdje je neko fazno kašnjenje koje tek trebamo odrediti. Uvrštavanjem
jednadžbe (13) u jednadžbu (12), dobivamo
tR
VtQ
RCtQ coscos
1sin 0
00 . (14)
Upotrebom trigonometrijskih izraza za sinus i kosinus razlike kutova (tj. t i
), jednadžba (14) svodi se na
68 Osciloskop i RC krug
.coscoscos1
sin
sinsin1
cos
000
00
tR
VtQ
RCQ
tQRC
Q
(15)
Da bi jednadžba (15) bila zadovoljena u svakom trenutku, moraju se izjednačiti
koeficijenti uz tsin i tcos
0sin1
cos 00 QRC
Q , (16a)
R
VQ
RCQ 0
00 cos1
sin . (16b)
U ovu se tvrdnju možemo lako uvjeriti. Naime, u trenutku kada je 1sin t , a
0cos t , jednadžba (15) svodi se na jednadžbu (16a). Kada je pak
0sin t , a 1cos t , slijedi jednadžba (16b). U jednadžbama (16a) i
(16b) nema vremenske ovisnosti pa one ostaju trajne, tj. predstavljaju trajan
uvjet za valjanost jednadžbe (15).
Iz jednadžbe (16a) slijedi
RC tg (17)
pa vidimo da je fazno kašnjenje određeno frekvencijom vanjskog napona i
parametrima danog sklopa RC. Maksimalan naboj koji kondenzator periodički
postiže dobivamo iz jednadžbe (16b)
coscossin
0
0
0 CVRC
CVQ
, (18)
gdje je za drugu jednakost iskorištena relacija (17) i trigonometrijska relacija
1cossin 22 .
Eksperimentalno možemo promatrati napon na kondenzatoru
tVC
QtVC coscos)( 0 . (19)
Dakle, napon na kondenzatoru kasni za fazni pomak u odnosu na vanjski
napon tV cos0 . To znači da će se maksimalni napon na kondenzatoru
pojaviti u kasnijem trenutku od onoga kada je napon iz izvora bio maksimalan.
Maksimalni napon na kondenzatoru iznosi cos0V . Veličina dana je
relacijom (17). Uočimo da bismo za 0R , tj. kada bi otpornik bio kratko
spojen, imali 0 , tj. napon na kondenzatoru bio bi u fazi s vanjskim
naponom i istoga iznosa.
Osciloskop i RC krug 69
c) Prikaz u vektorskom dijagramu
Izmjenične veličine zgodno je prikazivati u vektorskom dijagramu. Veličini
tA cos može se pridružiti vektor koji rotira kutnom brzinom u ravnini xy
(slika 3).
Slika 3. Prikaz izmjenične veličine s pomoću rotirajućeg vektora
Projekcija rotirajućeg vektora na os x predstavlja veličinu tA cos . U našem
slučaju imamo vanjski napon tV cos0 i napon na kondenzatoru koji kasni za
prema jednadžbi (19). U trenutku 0t , imali bismo vektorski dijagram kao
na slici 4.
Slika 4. Vektorski dijagram vanjskog napona 0V i napona na kondenzatoru CV
Za 0t , oba vektora rotiraju istom kutnom brzinom , tako da CV uvijek
zaostaje za vanjskim naponom za . Iznos vektora CV dobiva se projekcijom
70 Osciloskop i RC krug
0V na isprekidanu crtu na slici 4 u skladu s relacijom (19), prema kojoj je
maksimalni napon na kondenzatoru cos0V .
Možemo postaviti i pitanje napona RIVR na otporniku (slika 2). U tu svrhu
moramo naći struju koja teče kroz RC sklop. Iz jednadžbe (2) i (13) imamo
2cossin)( 00
tQtQ
dt
dQtI . (20)
Vidimo da struja brza za 2 u odnosu prema naponu CV u jednadžbi (19).
Uočite da smo i pri nabijanju kondenzatora na konstantan napon imali pojavu
da najprije poteče maksimalna struja koja nabije kondenzator, a napon dosegne
maksimum kada struja padne na nulu. Sada se struja i napon mijenjaju istim
redoslijedom, ali vremenska ovisnost nije eksponencijalna, nego sinusoidalna.
Ako struja I brza za 2 u odnosu prema CV , onda ona u vektorskom
dijagramu na slici 4 mora biti prikazana vektorom u smjeru točkaste crte (tj.
okomito na isprekidanu crtu). Napon na otporniku iznosi
2cos)( 0
tRQRItVR , (21)
gdje je iskorištena jednadžba (20). Očito je da je napon na otporniku u fazi sa
strujom, tj. moramo ga postaviti u smjeru točkaste crte na slici 4. Maksimalni
iznos tog napona je
sincos 000 VRCVRQVR , (22)
gdje je iskorištena najprije relacija (18) za 0Q , a zatim relacija (17). Možemo
sada nacrtati sve napone u vektorskom dijagramu (slika 5).
Slika 5. Vektorski dijagram napona 0V , RV i CV te struje 0I
Osciloskop i RC krug 71
Vidimo da je 0V uvijek vektorski (ne algebarski) zbroj napona RV i CV .
Značenje ovog dijagrama je sljedeće. Sva tri vektora rotiraju istom kutnom
brzinom , zadržavajući svoje relativne odnose. Fizikalno značenje napona
imaju samo projekcije dotičnih vektora na os x. U svakome trenutku projekcija
vektora 0V na os x jednaka je zbroju projekcija vektora RV i CV na istu os. To
je u skladu s drugim Kirchofovim zakonom, izraženim jednadžbom (11).
Vektorski je dijagram pogodan zato što se jasno vide fazni odnosi. Pri rotaciji
svih triju vektora na slici 5, njihove projekcije na os x nisu istodobno
maksimalne, nego se ostvaruju s relativnim kašnjenjem kao što to pokazuju i
jednadžbe (19) i (21).
d) Prikaz u kompleksnoj ravnini
Umjesto da zamišljamo vektore u ravnini xy, možemo se poslužiti kompleksnim
brojevima. Neka izmjeničnu veličinu predstavlja realna vrijednost kompleksne
veličine
tAAe ti cos)Re( . (23)
Prikaz napona i struje u kompleksnoj ravnini izgleda isto kao na slici 5 uz
zamjenu osi x i y u realnu i imaginarnu os. Možemo načiniti još jednu izmjenu.
Na slici 5 prikazano je trenutačno stanje za 0t prema relacijama (19) i (21).
Relativni fazni odnosi napona isti su u sva vremena pa možemo odabrati i
trenutak kada je struja maksimalna, tj. kada je RV duž osi x, odnosno duž realne
osi u kompleksnoj ravnini (slika 6).
Slika 6. Prikaz struje 0I i napona RV , CV i 0V u kompleksnoj ravnini
Ovakav je izbor uobičajen u serijskom spoju jer naglašava relativne fazne
pomake napona prema struji. Iz slike 2 uočavamo da u serijskom spoju imamo
samo jednu struju koja teče kroza sve elemente, a naponi su različiti na svakom
72 Osciloskop i RC krug
elementu. Stoga je pogodno da faze svih napona gledamo relativno prema
struji.
Prijašnji račun s realnim veličinama možemo ponoviti uporabom kompleksnih
veličina: tieItI
0)( , (24)
tieVtV 0)( , (25)
gdje uzimamo da je 0I realna veličina kao na slici 6, a 0V je sada kompleksan
broj čiju fazu tek moramo odrediti (iz slike 6 očekujemo
2exp00 iVV ). Drugi Kirchoffov zakon za petlju na slici 2 daje
01
00 QC
eRIeV titi , (26)
što je ekvivalent jednadžbe (11). Želimo vidjeti odnose između struje i napona
pa jednadžbu (26) deriviramo po vremenu tako da umjesto Q imamo
IdtdQ , tj.
01
000 tititi eIC
eRIieVi . (27)
Ova jednadžba vrijedi za sva vremena. Za 0t očekujemo odnose kao na slici
6. Iz jednadžbe (27) dobivamo
00
1I
CiRV
. (28)
Dakle, ako je 0I realna veličina, onda je 0V doista kompleksna veličina. Napon
0RIVR (29)
nalazimo na otporniku, a
2
00
11
i
C eIC
IC
iV (30)
predstavlja napon na kondenzatoru koji kasni u odnosu prema struji za 2 .
CV kasni u odnosu prema 0V za kut za koji se iz slike 6 i relacija (29) i (30)
dobiva
RC
C
R
V
V
C
R
1
tg , (31)
što je isto kao i u jednadžbi (17). Veličinu
CiRZ
1 (32)
Osciloskop i RC krug 73
nazivamo impedancijom serijskog spoja RC. Ona predstavlja kompleksan otpor
kod izmjeničnih struja. Značenje realne komponente impedancije jest u tome da
ukupni napon 0V , doveden na serijski spoj RC, ima komponentu u fazi sa
strujom (jednadžba (29) i slika 6), dok imaginarna komponenta znači da postoji
i komponenta ukupnog napona 0V koja je pomaknuta u fazi za 2 u odnosu
prema struji (jednadžba (30) i slika 6).
Fizikalni rezultati dobiveni u kompleksnom prikazu isti su kao i oni u realnome.
Prednost je kompleksnog prikaza nešto kraći matematički postupak i posebno
zoran prikaz iznosa i faznih odnosa veličina.
4. Mjerni postav i mjerenje
Mjerni sklop, prikazan na slici 7, sastoji se od izvora izmjeničnog napona,
promjenjivog (dekadnog) otpornika, promjenjivog (dekadnog) kondenzatora i
osciloskopa. Izvor može davati signale u obliku sinusoide, trokuta ili
pravokutnika, a frekvencija signala može se mijenjati za nekoliko redova
veličina.
Slika 7. Mjerni postav za RC krug
U prvom dijelu vježbe upoznajemo se s radom osciloskopa i za to nam je
potreban samo izvor signala koji koaksijalnim kabelom spojimo na osciloskop.
Uočite da koaksijalni kabel ima dva vodiča. Oko središnjeg vodiča ovijen je
sloj izolatora, a oko njega drugi vodič u obliku pletene mrežice. Sve skupa
ovijeno je zaštitnom izolacijom.
74 Osciloskop i RC krug
U drugom dijelu promatramo nabijanje i izbijanje kondenzatora, ali u tu svrhu
ne upotrebljavamo sklop prikazan na slici 1, već sklop sa slike 2 kojemu kao
izvor dovodimo pravokutni signal umjesto sinusoidalnoga. U općenitom slučaju
neće dolaziti do potpuna nabijanja i izbijanja kondenzatora.
Neka je napon iz izvora periodičan pravokutni signal koji je u prvom
poluperiodu negativan, a u drugome pozitivan:
TtTV
TtVE
2,
20, . (33)
Dovedemo li kao izvor napona periodičan i simetričan signal, očekujemo da će
i napon na kondenzatoru biti periodičan i simetričan. U tijeku jednog
poluperioda kondenzator se nastoji nabiti na trenutačni napon izvora. Međutim,
ako je vremenska konstanta RC manja od trajanja poluperioda ( 2T ),
napon na kondenzatoru neće do isteka poluperioda doseći napon izvora. To
znači da se u poluperiodu koji je prethodio trenutku 0t , kondenzator nabijao
prema naponu V , ali ga nije dosegao. Tako će na početku prvog poluperioda
biti VVtVC 1)0( . Za trajanja prvog poluperioda, kondenzator se nastoji
izbiti i zatim nabiti suprotnim naponom V , no niti njega ne dosegne, pa će na
kraju prvog poluperioda (tj. na početku drugoga) biti 1)2( VTtVC . U
prvom poluperiodu napon kondenzatora mijenja se od pozitivnog napona 1V
prema negativnom naponu V , prema relaciji
20,1)( 11 TteVVVtV t
C , (34)
gdje je )( 1 VV ukupna promjena napona kojoj se teži. Međutim, do kraja
prvog poluperioda, napon na kondenzatoru neće doseći vrijednost V , nego
samo 1V . U tom trenutku mijenja se polaritet izvora pa se kondenzator u
drugom poluperiodu nastoji nabiti na napon V . Vremenska ovisnost napona
na kondenzatoru bit će
TtTeVVVtV Tt
C 2,1)( 2
11
. (35)
Jednadžbe (34) i (35) potpuno opisuju periodičnu funkciju napona na
kondenzatoru. U slučaju 2T , nabijanje kondenzatora u jednom
poluperiodu bit će potpuno i vrijedit će .1 VV Ako je pak 2T ,
nabijanje će biti neznatno i vrijedi VV 1 . Djelomično nabijanje opažamo
kad su i 2T usporedivi. Da bismo pronašli vezu između vremenske
konstante i iznosa napona 1V , možemo izjednačiti jednadžbe (34) i (35) u
trenutku 2Tt :
Osciloskop i RC krug 75
1
2
11 1 VeVVV T . (36)
Iz ove jednadžbe možemo odrediti 1V ako su nam poznati , T i V :
4
Tth
1
12
2
1 Ve
eVV
T
T
, (37)
odnosno možemo odrediti ako izmjerimo 1V , T i V :
V
VthAr4ln2 1
1
1
T
VV
VV
T
. (38)
U trećem se dijelu vježbe kao izvorom koristimo sinusoidalnim naponom, kao
što je to prikazano na slici 2.
Pri spajanju sklopa treba paziti da u strujnom krugu bude samo jedna točka
uzemljenja. Izvor signala ima uzemljen vanjski dio koaksijalnog priključka, a
isto vrijedi i za osciloskop. Stoga sklop na slici 2 treba sastaviti tako da pri
promatranju napona na kondenzatoru ta dva uzemljenja budu u istoj točki
strujnoga kruga. Uočite da se kod koaksijalnog kabela uzemljuje oklopni vodič
od pletene mrežice.
Pozor! Pazite da zabunom ne spojite uzemljeni vod iz osciloskopa na točku F.
Naime, točka O je već uzemljena na izvoru signala pa bi uzemljivanje još i
točke F značilo kratak spoj izvora, čime ga se može uništiti.
Sklopom na slici 2 možemo mjeriti napon CV između točaka G i O te ukupni
napon 0V između točaka F i O. Međutim, nije moguće mjeriti napon između
točaka F i G jer bi se tada uzemljenje osciloskopa prenijelo na točku G. Time bi
se strujni krug reducirao jer bi iz njega bio isključen kondenzator C , a time se
promijeni i prvotni napon između točaka F i G.
5. Zadaci
1. Upoznajte se s osnovnim obilježjima osciloskopa i generatora signala.
Uvježbajte se u nalaženju stabilne slike raznih signala dobivenih iz
priloženoga generatora. Mijenjajte frekvenciju signala i njegovu amplitudu
s pomoću upravljača na generatoru. Mijenjajte razinu okidanja (TRIGGER
LEVEL) na osciloskopu i promatrajte posljedice na ekranu. Ustanovite što se
zbiva kada promijenite TRIGGER SOURCE ili MODE. Očitajte amplitude i
frekvencije promatranih signala.
2. Spojite sklop kao na slici 2. Pazite da jedan kraj kondenzatora bude spojen
na uzemljenje naponskog izvora. Na generatoru signala odaberite
pravokutni signal. Promatrajte napon generatora na prvom kanalu
76 Osciloskop i RC krug
osciloskopa, a napon kondenzatora na drugome. Pazite na uzemljenja.
Mijenjajte R i C tako da na osciloskopu uočite pojavu nabijanja i
izbijanja kondenzatora. Odaberite neku frekvenciju signala i nacrtajte slike
koje prikazuju potpuno izbijanje, djelomično izbijanje i neznatno izbijanje
kondenzatora između dva pravokutna pulsa. Izmjerite napone V i 1V te s
pomoću jednadžbe (38) odredite vremensku konstantu za svaki od tih
slučajeva. Ustanovite je li ona veća ili manja od perioda T . Također,
očitajte vrijednosti R i C za svaki od tih slučajeva i usporedite izračunane
vremenske konstante RC s vrijednostima dobivenima mjerenjem
napona V i 1V . Procijenite pogrešku očitanja V i 1V i njezin utjecaj na
pogrešku odrešivanja .
3. Na generatoru signala odaberite sinusoidalan napon neke frekvencije .
Mijenjanjem veličina R i C pratite promjenu fazne razlike između
napona generatora i napona kondenzatora. Nađite tri različite
kombinacije R i C tako da na osciloskopu uočite razliku faza 4 .
Usporedite rezultat s relacijom (17), odnosno (31).
4. Promatrajte dva signala u konfiguraciji X-Y. Nacrtajte sliku koju opažate
na ekranu.
Top Related