Teach Urruneko laborategidun ikasgaiak

Teach ikasgaia

Elektronika-laborategiko oinarriak (5/7): proba-seinale kontrolatua sortu

Ikasi uhin-forma, maiztasuna, periodoa, gailurretik gailurrerako tentsioa, DC desplazamendua eta erreferentzia zer diren, Hiveko funtzio-sorgailuaren benetako seinalea konfiguratuz eta behatuz.

  • Elektronika - Hive
  • 30 min
  • Unibertsitateko lehen maila / lanbide-heziketako elektronikako hastapenak / Batxilergoko elektronika
  • eu
  • Electronics
Probatu ikasgai hau zure klasearekin Klase-kodea duzu?

Hasi saioa irakasle-kontu batekin klase-saioa prestatzeko. Ikasleak klase-kode batekin sartzen dira.

Hiveko sorgailuaren oinarria den aurreko panela: pantaila itzalia, uhin-formen botoiak, zenbaki-teklatua, doikuntza-gurpila eta seinalearen irteera-konektorea. Benetako botoi-markak ingelesez daude.
Elektronika - Hive

Ikaskuntza-emaitzak

  • Uhin sinusoidala, karratua eta triangeluarra identifikatzea.

  • Maiztasuna, periodoa, gailurretik gailurrerako tentsioa, anplitudea eta DC desplazamendua definitzea.

  • Maiztasunaren eta periodoaren arteko bihurketa egitea f = 1/T erabiliz.

  • Sorgailuaren parametro bakarra aldi bakoitzean aldatzea eta emaitza osziloskopioarekin egiaztatzea.

Laborategi honetarako gehiago

Ikaslearen jardueraren aurrebista

Jardueraren edukia

Aurrebista soilik. Klase-saio batean, ikasleek erantzunak bete eta lana irakasleari bidal diezaiokete.

1

1 · Aplikatu zirkuituari proba-seinale ezaguna

6 min

DC iturriak zirkuitua tentsio konstante batekin behatzeko aukera ematen du. Funtzio-sorgailuarekin, berriz, maiztasuna eta uhin-forma aldatzean zirkuituak nola erantzuten duen iker dezakezu: «Zer gertatzen da tentsioak segundo bakoitzean 160 igoera-jaitsiera ziklo egiten baditu? Eta aldaketa leuna, bat-batekoa edo triangeluarra bada?»

Funtzio-sorgailuak tentsioaren uhin-forma kontrolatua sortzen du. Ingeniariek sarrera ezagun gisa erabiltzen dute, zirkuituaren irteera behatzen duten bitartean. Ez da nahikoa sorgailua «piztuta» dagoela esatea: uhin-forma, maiztasuna, anplitudea, DC desplazamendua eta erreferentzia ere zehaztu behar dira. Ikasgai honetan, konektatutako osziloskopioak seinalea ikusteko balio du; behar dituzun osziloskopio-urrats guztiak hemen dituzu.

Laborategiko funtzio-sorgailua

Hiveko sorgailuaren oinarria den aurreko panela: pantaila itzalia, uhin-formen botoiak, zenbaki-teklatua, doikuntza-gurpila eta seinalearen irteera-konektorea. Benetako botoi-markak ingelesez daude.

Sorgailu fisikoak desberdinak izan arren, parametro nagusiek seinale bera deskribatzen dute. Ekipo fisikoarekin, mantendu irteera desgaituta konexioak prestatu eta egiaztatu bitartean, eta hasi zirkuituarentzat egokia den anplitude txiki batekin. Irudiko Freq, Ampl eta Offset markek maiztasuna, anplitudea eta DC desplazamendua adierazten dituzte.

Geroagoko laborategi fisikoa: terminal komuna eta babes-lurra

Ez da sorgailu edo osziloskopio fisikorik behar; egin beharreko praktika guztia Hivekoa da. Geroagoko tentsio baxuko laborategi gainbegiratuan, onartutako elikatze-iturri isolatuarekin lan egitean, gogoratu mahaiko sorgailu askoren irteera-konektorearen kanpoko eroalea babes-lurrera konektatuta dagoela. Osziloskopio arruntaren masa-pintzak ere lurrera konektatuta egon daitezke. Ez dira erreferentzia flotatzaile independenteak. Irteerak desgaituta, identifikatu zirkuituaren erreferentzia eta egiaztatu eskuliburuetan tresnen masa-konexioa, terminal komunak konektatu aurretik. Ez konektatu sorgailuaren terminal komuna edo osziloskopioaren masa-pintza sare elektrikora, nodo ezezagun batera edo zirkuitu flotatzaile edo energia handiko batera, laborategiak muga egokiak dituen metodo isolatu/diferentziala onartu ez badu.

Ohiko hiru uhin-forma

A, B eta C panelek periodo bereko tentsio-uhinak erakusten dituzte: A sinusoidala, B karratua eta C triangeluarra.

Uhin sinusoidala leunki aldatzen da; karratua, bat-batean bi mailaren artean; eta triangeluarra, gutxi gorabehera abiadura konstantean igotzen eta jaisten da.

Etiketatutako zein uhin-formak ditu trantsizio bortitzak, eta ematen du ziklo bakoitzaren zati handiena bi tentsio-mailetako batean?

2

2 · Zehaztu seinalea osorik

8 min

Erabili magnitude hauek:

  • Maiztasuna, f (Hz): segundoko ziklo kopurua. 160 Hz-ek segundo bakoitzeko 160 ziklo oso esan nahi du.
  • Periodoa, T (s): ziklo oso batek irauten duen denbora. Maiztasuna eta periodoa elkarren alderantzizkoak dira: f = 1/T eta T = 1/f.
  • Gailurretik gailurrerako tentsioa, Vpp: uhinaren maximoaren eta minimoaren arteko diferentzia.
  • Anplitudea: sarritan, erdiko baliotik gailurrerainoko aldaketa. Uhin simetrikoan, anplitudea Vpp-ren erdia da. Tresnen irizpideak aldatu egiten dira: irakurri bistaratutako unitatea. Hivek dagokion parametroa Vpp-tan erakusten du.
  • DC desplazamendua edo *offseta*: seinaleari gehitzen zaion tentsio konstantea; uhin simetrikoaren erdiko maila zehazten du. 0 V-eko desplazamenduak uhin simetrikoa GND erreferentziaren inguruan zentratzen du.
  • Erreferentzia/masa: seinalearen tentsioa zein nodorekiko definitzen den.
  • Kargaren ezarpena eta iturriaren inpedantzia: laborategiko sorgailu askok 50 Ω-eko irteera-inpedantzia dute, eta anplitudea 50 Ω-eko karga baterako edo inpedantzia handiko karga baterako erakuts dezakete. Kargaren ezarpena benetako kargarekin bat ez badator, zirkuituko tentsioa bistaratutako balioaz bestelakoa izan daiteke. Jaso hautatutako High-Z edo 50 Ω ezarpena eta egiaztatu osziloskopioarekin kargaren muturretako benetako Vpp balioa.

Uhin periodikoa irakurri

Tentsioa denboraren arabera adierazten duen uhin sinusoidala: anplitudea, gailurretik gailurrerako Vpp tentsioa, DC desplazamendua, T periodoa eta f = 1/T erlazioa markatuta.

Maiztasuna aldatzeak uhina horizontalki estutu edo luzatzen du. Vpp aldatzeak bertikalki eskalatzen du. DC desplazamendua aldatzeak erdiko maila gora edo behera eramaten du.

Kalkulatu 160 Hz-eko seinalearen periodoa. Erakutsi T = 1/f, lehenik segundotan eta gero milisegundotan.

Uhin simetrikoa 0 V-en inguruan zentratuta dago eta 5 Vpp ditu. Zein maximo eta minimo idealetara iritsi beharko luke?

3

3 · Aldatu parametro bat eta egiaztatu emaitza

10 min

Gordetako Hive zirkuituak sorgailua RC sare batera konektatzen du —erresistentzia eta kondentsadorea dituen sare batera—, baita osziloskopioaren bi kanalak ere. Ikasgai honetan, erabili 1. kanala sorgailuak RC sareari ematen dion seinalearen ebidentzia gisa. RC sarearen portaera ez da hemen ebaluatzen.

Lehenengo saiakuntzak gordetako konfigurazioa erabiltzen du: uhin sinusoidala, 160 Hz, 5 Vpp inguru eta 0 V-eko DC desplazamendua. 2. saiakuntzan, aldatu maiztasuna soilik, 80 Hz-era. Anplitudea, desplazamendua edo uhin-forma nahi gabe aldatzen badituzu, leheneratu 1. saiakuntzako balioak jarraitu aurretik.

Sortu eta aztertu bi proba-seinale

  1. Ireki Hive bloke honetatik eta itxaron gordetako RC zirkuituari.

  2. Ireki Generador de funciones edo Function Generator (funtzio-sorgailua), interfazearen hizkuntzaren arabera. Jaso gordetako uhin-forma, maiztasuna, Vpp eta DC desplazamendua ezer aldatu aurretik.

  3. Ireki Osciloscopio edo Oscilloscope (osziloskopioa). Mantendu 1. kanala ikusgai eta erabili gordetako pantaila-ezarpenak lehen saiakuntzan.

  4. Sakatu behin Realizar medición edo Perform Measurement (neurketa egin). Behatu 1. kanala. Koadrikulako tarte nagusi bakoitza zatiketa bat (div) da. Periodoa trazatik neurtzeko, identifikatu pantailako denbora-eskala (ms/div edo s/div), kontatu elkarren segidako bi gailurren arteko zatiketa horizontalak eta biderkatu bi balioak: T = zatiketa kopurua × denbora/zatiketa. Eman emaitza milisegundotan. Neurketa automatikoa erabiltzen baduzu, jaso bistaratutako periodoa eta unitatea.

  5. Itzuli funtzio-sorgailura eta aldatu maiztasuna soilik, 160 Hz-etik 80 Hz-era. Hiveko panelean, sakatu ordena honetan: Freq, Enter Number (zenbakia sartu), Offset (8 zenbakia ere baduen tekla), Recall (0 zenbakia ere baduen tekla), eta eskuinerako gezia, ondoan Hz unitatea duena. Zenbakia sartzeko modu honetan, Offset eta Recall botoiek 8 eta 0 sartzen dituzte. Mantendu uhin sinusoidala, 5 Vpp eta 0 V-eko desplazamendua.

  6. Sakatu berriz Realizar medición edo Perform Measurement. Behatu 1. kanala eta estimatu periodo berria.

  7. Uhina ikustea zaila bada, doitu osziloskopioaren denbora-eskala soilik. Ez aldatu sorgailuaren anplitudea pantailako arazo horizontal bat konpontzeko.

Klase-saio batean erabilgarri

Egiaztatu 80 Hz sartu dituzula neurtu aurretik

Hiveko funtzio-sorgailuaren benetako pantailan 80.000000 Hz irakurtzen da, eta behean Generador de funciones eta Realizar medición botoiak ageri dira gaztelaniaz.

Tekla-sekuentziaren ondoren, gelditu une batez eta egiaztatu sorgailuaren pantailak 80 Hz erakusten dituela, Realizar medición edo Perform Measurement sakatu aurretik. Bestela, leheneratu gordetako konfigurazioa, ireki berriz funtzio-sorgailua eta errepikatu maiztasunaren sarrera uhin-forma, Vpp edo desplazamendua aldatu gabe. Irudiak benetako interfazearen jatorrizko etiketak gordetzen ditu.

Bete bi errenkada zehazki. Behatutako periodoa trazatik estimatutako balioa izan daiteke; erabili milisegundoak. Gordetako seinalearen errenkadarako formatu-adibidea soilik: Gordetako seinalea | sinusoidala | 160 Hz | 5 Vpp | 0 V | 6.25 ms. Zenbakizko gelaxketan idatzi zenbakia; unitatea goiburuan dago. Erabili zure behaketak adibidea kopiatu ordez. Utzi aparteko errenkada hutsak erabili gabe.

Funtzio-sorgailuaren ezarpenak eta ebidentzia

Bete bi errenkada: gordetako 160 Hz-eko saiakuntza eta aldatutako 80 Hz-ekoa. Jaso sorgailuaren ezarpenak eta osziloskopioaren 1. kanalean behatutako periodoa.

Saiakuntza Uhin-forma Maiztasuna Hz Anplitudearen ezarpena Vpp DC desplazamendua V Behatutako periodoa ms

Azaldu zer aldatu den eta zer mantendu den konstante. Erabili bi maiztasunak eta periodoak, eta adierazi zure ebidentziak T = 1/f erlazioa babesten duen.

4

4 · Ariketa teorikoa: seinalea geroago erreproduzitu

6 min

Ez da sorgailu fisikorik behar. Erabili teoria hau geroagoko laborategi gainbegiratu baterako prestatzeko:

  1. Egiaztatu zirkuituak onartzen duen sarrera-tartea eta erreferentzia.
  2. Desgaitu irteera konexioak prestatzen eta egiaztatzen dituzun bitartean.
  3. Hautatu uhin-forma, maiztasuna, Vpp edo anplitudea adierazteko modua, DC desplazamendua eta kargari dagokion High-Z/50 Ω ezarpena.
  4. Elikadura deskonektatuta, identifikatu sorgailuaren terminal komuna eta osziloskopioaren masa lurrera konektatuta dauden; konektatu onartutako erreferentzia partekatura soilik.
  5. Gaitu irteera eta egiaztatu osziloskopioarekin kargaren muturretako benetako Vpp, ezarritako balioarekin alderatzeko.
  6. Aldatu parametro bakarra aldi bakoitzean eta jaso aldaketa.

Zein xehetasun beharko lirateke gordetako Hive seinalea beste funtzio-sorgailu batekin erreproduzitzeko? Hautatu dagozkion aukera guztiak.

Idatzi gordetako seinalea erreproduzitzeko sorgailuaren zehaztapen labur eta osoa.

Bihurtu aurrebista hau klase-saio batean

Jarraitu LabsLand Teach-era ikasgai hau ikasleekin erabiltzeko eta kontuaren sarbidea berrikusteko.

Probatu ikasgai hau zure klasearekin