مخطط Bode هو رسم بياني يصف كيفية استجابة الدائرة للترددات المختلفة. يخبرنا هذا ، على سبيل المثال ، أن مكبر الصوت لديه استجابة ضعيفة (منخفضة التردد). يستخدم المهندسون هذه المخططات لفهم تصميماتهم بشكل أفضل ، أو لاختيار مكونات لتصميم جديد ، أو لتحديد ما إذا كانت الدائرة يمكن أن تصبح غير مستقرة عند تطبيق الترددات الخاطئة.
خطوات
جزء 1 من 8: تعريف موسع
كما ذكرنا سابقًا ، مخطط Bode هو رسم بياني يصف كيفية استجابة الدائرة للترددات المختلفة. تُظهر مؤامرة Bode على وجه التحديد كسب الدائرة فيما يتعلق بالتردد. يتكون في الواقع من رسمين بيانيين: استجابة الحجم ، واستجابة المرحلة. لتوضيح ذلك ، يتم عرض نموذج مؤامرة Bode أدناه:
يتم تعريف زيادة الجهد بالديسيبل على النحو التالي:
G_dB = 20 * 〖سجل〗 _10 (Vout / Vin).
الكسب الإيجابي يعني التضخيم ، والكسب السلبي يشير إلى التوهين. لذلك إذا كانت الدائرة تحتوي على Vout 1 فولت و Vin بمقدار 2 فولت (انخفاض الجهد) ، فسيكون كسبها:
G_dB = 20 〖* السجل〗 _10 (1 / √2) = - 3 ديسيبل.
هذه العلامة -3 ديسيبل مهمة ، لأنها تشير إلى أن طاقة خرج الدائرة (وليس الجهد!) هي بالضبط نصف طاقة الإدخال.
يصف مخطط الطور كيف تستغرق الترددات المختلفة وقتًا أقصر نسبيًا أو أطول للانتقال عبر الدائرة. أي تردد بقراءة طور من -180 درجة أو راديان سيكون غير مستقر عند هذا التردد.
لإنشاء مخطط Bode من دائرة موجودة ، اختبر الدائرة بنطاق من الترددات. يعتمد هذا النطاق على التطبيق في متناول اليد ، مثل نقل الصوت أو البيانات. تحفيز مدخلات الدائرة بموجة جيبية بسيطة عند الترددات ذات الأهمية. قم بقياس المدخلات والمخرجات باستخدام مرسمة الذبذبات ، وقارن الفرق بين الاثنين. سجل هذه الاختلافات في جدول بيانات ، ثم ارسمها بيانيًا لترى مخطط Bode النهائي. يمكن جدولة البيانات ورسمها يدويًا بدلاً من ذلك ، إذا رغبت في ذلك.
[إد. ملاحظة: بعض الأرقام مفقودة من هذا البرنامج التعليمي. إذا كنت تعرف ما تريد إضافته ، فاستخدم أداة Image adder لتحميل الأشكال ذات الصلة.]
جزء 2 من 8: توصيل الجهاز
الخطوة 1. تحقق من توصيل مولد الوظيفة وراسم الذبذبات بأقرب منفذ تيار متردد
الخطوة 2. قم بتوصيل المجس الأول بالموصل "50 Ω OUTPUT" الموجود في الزاوية اليمنى السفلية الأمامية لمولد الوظيفة
- أ. قم بتوصيل السلك الأحمر الموجب بطرف الإدخال في دائرتك.
- ب. قم بتوصيل الرصاص السالب الأسود بالمحطة الأرضية لدائرتك.
الخطوة 3. قم بتوصيل المجس الثاني بالموصل "CH 1" الموجود في مقدمة مرسمة الذبذبات
- أ. قم بتوصيل السلك الأحمر الموجب بطرف الإدخال في دائرتك.
- ب. قم بتوصيل الرصاص السالب الأسود بالمحطة الأرضية لدائرتك.
الخطوة 4. قم بتوصيل المجس الثالث بالموصل "CH 2" في مقدمة مرسمة الذبذبات
- أ. قم بتوصيل السلك الأحمر الموجب بطرف الخرج في دائرتك.
- ب. قم بتوصيل السلك السالب الأسود بالمحطة الأرضية لدائرتك ، (ما لم يُطلب منك المعمل غير ذلك).
الخطوة 5. تأكد من أن الكابلات ليست معلقة على حافة مساحة العمل
الخطوة 6. تحقق مرة أخرى من التوصيلات
يجب أن تكون كما هو موضح في الشكل 1.
الشكل 1 - توصيلات المعدات الخاصة بك
جزء 3 من 8: قم بتشغيل الجهاز
الخطوة 1. اضغط على زر الطاقة (المسمى "O / I") على الجانب العلوي من الذبذبات
الخطوة 2. اضغط على زر "الطاقة" في الزاوية اليمنى العلوية الأمامية لمولد الوظيفة
الخطوة 3. بعد أن يقوم الجهاز باختباره الذاتي ، يجب أن يبدو مشابهًا لما هو موضح في الشكل 2 (كما هو موضح في هذه الخطوة)
جزء 4 من 8: اضبط تردد وسعة مولد الوظيفة
الخطوة 1. اضغط على الزر الموجود أسفل "FREQ
على منشئ الوظيفة. يضيء الضوء فوق الزر. يجب أن تبدو شاشتك مشابهة للشكل الموضح في هذه الخطوة.
الخطوة 2. اضبط التردد على أدنى تردد ترغب في اختباره ، تردد البداية
يمكن القيام بذلك من خلال الاتصال الهاتفي الكبير في مولد الوظيفة ، أو باستخدام المفاتيح المرنة الأربعة الموجودة أسفل الشاشة. الأزرار المميزة "- val +" تغير الرقم الموجود أسفل المؤشر ، وتحرك الأزرار "" المؤشر.
الخطوة الثالثة. اضغط على الزر الموجود أسفل "AMPL
على منشئ الوظيفة. يضيء الضوء فوق الزر. يجب أن تبدو شاشتك مشابهة للشكل 5 الآن.
الخطوة 4. اضبط السعة وفقًا للجهد المحدد في إجراء المعمل للدائرة التي يتم اختبارها ، باستخدام نفس القرص أو المفاتيح المرنة
لاحظ أن هذا هو Vpp ، الجهد من الذروة إلى الذروة. سيكون الحد الأقصى (الموجب) والجهد الأدنى (السالب) للموجة نصف الجهد من الذروة إلى الذروة.
الخطوة 5. اضغط على زر "الإخراج" في مولد الوظيفة
يضيء الضوء الموجود على يسار الزر.
جزء 5 من 8: اضبط نافذة الذبذبات
الخطوة 1. اضغط على زر "DEFAULT SETUP" في الزاوية اليمنى العلوية من الذبذبات
يجب أن تبدو شاشتها مشابهة للشكل 6. قد تظهر الموجة على الشاشة ، أو قد تظهر ضوضاء فقط. ستجعله الخطوات التالية موضع تركيز.
الخطوة 2. اضغط على الزر "AUTOSET" في الزاوية اليمنى العلوية من الذبذبات
يجب أن يبدو عرضه مشابهًا للشكل 7 ، ويجب أن تظهر الموجات في بؤرة التركيز.
الخطوة الثالثة. اضغط على المفتاح الوظيفي الثاني من الأعلى
هذا يخبر الذبذبات بعرض فترة واحدة للموجة. يجب أن تبدو شاشتك مثل تلك الموجودة في الشكل 7.
توجد المفاتيح المرنة لجهاز راسم الذبذبات على يمين الشاشة
الخطوة 4. اضغط على زر "قياس" في منتصف الجزء العلوي من الذبذبات
ستظهر شاشة القياس الافتراضية ، مثل تلك الموجودة في الشكل 8.
الخطوة 5. اضغط على المفتاح المرن العلوي على مرسمة الذبذبات لتحديد القياس الأول
اضغط على المفتاح الوظيفي العلوي المسمى "المصدر" حتى يتم سرد "CH1". اضغط على المفتاح الوظيفي الثاني من أعلى المسمى "النوع" حتى يظهر "التكرار". يجب أن تبدو شاشتك مثل تلك الموجودة في الشكل 9. اضغط على المفتاح الوظيفي السفلي للعودة.
الخطوة 6. اضغط على المفتاح الوظيفي الثاني من الأعلى لتحديد القياس الثاني
اضغط على المفتاح الوظيفي العلوي المسمى "المصدر" حتى يتم إدراج "CH1". اضغط على المفتاح الوظيفي الثاني من أعلى المسمى "النوع" حتى يظهر "Pk-Pk". يجب أن تبدو شاشتك مثل تلك الموجودة في الشكل 10. اضغط على المفتاح الوظيفي السفلي للعودة.
الخطوة 7. اضغط على المفتاح الوظيفي الثالث من الأعلى لتحديد القياس الثالث
اضغط على المفتاح الوظيفي العلوي المسمى "المصدر" حتى يتم إدراج "CH2". اضغط على المفتاح الوظيفي الثاني من أعلى المسمى "النوع" حتى يظهر "التكرار". يجب أن تبدو شاشتك مثل تلك الموجودة في الشكل 11. اضغط على آخر مفتاح مرن (الخامس من الأعلى) للعودة.
الخطوة 8. اضغط على المفتاح الوظيفي الرابع من الأعلى لتحديد القياس الرابع
اضغط على المفتاح الوظيفي العلوي المسمى "المصدر" حتى يتم إدراج "CH2". اضغط على المفتاح الوظيفي الثاني من أعلى المسمى "النوع" حتى يظهر "Pk-Pk". يجب أن تبدو شاشتك مثل تلك الموجودة في الشكل 12. اضغط على المفتاح الوظيفي السفلي للعودة.
الخطوة 9. أدر مفتاح "HORIZONTAL SEC / DIV" بعكس اتجاه عقارب الساعة قليلاً حتى يصدر صوت طقطقة مرة واحدة
يجب أن تعرض شاشتك الآن أكثر من فترة واحدة ، مثل العرض في الشكل 13. يجب أن تتغير قياسات تردد CH1 و CH2 من "؟" للقراءة الحقيقية.
الخطوة 10. اضغط على زر "CURSOR" في منتصف الجزء العلوي من مرسمة الذبذبات
يجب أن تبدو الشاشة الافتراضية مثل تلك الموجودة في الشكل 14.
الخطوة 11. اضغط على المفتاح الوظيفي العلوي بجوار "النوع" حتى يتم إدراج "الوقت"
يظهر لنا منتصف العمود الأيمن من الشاشة القراءات التي تهمنا: Δt و ΔV. أدناه ، تظهر قراءات Cursor 1 و Cursor 2.
جزء 6 من 8: إنشاء ورقة العمل لتسجيل بياناتك
الخطوة الأولى. على كمبيوتر المعمل الخاص بك ، افتح برنامج Excel وابدأ جدول بيانات جديدًا
قم بتسمية الأعمدة "التردد" و "فين" و "dV" و "Vout" و "التأخير" و "المرحلة" و "الكسب".
الخطوة 2. أسفل "التردد" ، أدخل كل تردد تخطط لاختباره (راجع إجراءات المعمل)
الخطوة 3. أسفل "Vout" في الخلية D2 ، أدخل هذه الصيغة:
= B2 + C2
الخطوة 4. اضغط على رجوع
يتحول "= B2 + C2" إلى صفر لأننا لم ندخل أي شيء في B2 أو C2.
الخطوة 5. اضغط على Ctrl + D ، ثم عُد
يتم نسخ الصيغة من D2 إلى D3 ، مع قيام Excel بتغيير صيغتها إلى "= B3 + C3" تلقائيًا. استمر في الضغط على Ctrl + D ثم عد حتى تملأ العمود لكل تردد.
الخطوة 6. أسفل "المرحلة" في الخلية F2 ، أدخل هذه الصيغة:
= 2 * بي () * A2 * E2
الخطوة 7. اضغط على رجوع
اضغط على Ctrl + D ، ثم عد كما فعلت من قبل لملء العمود.
الخطوة 8. أسفل "كسب" في الخلية G2 ، أدخل هذه الصيغة:
= 20 * log10 (D2 / B2)
الخطوة 9. اضغط على رجوع
اضغط على Ctrl + D ، ثم عد كما فعلت من قبل لملء العمود. تجاهل الأخطاء في الوقت الحالي.
الخطوة العاشرة. احفظ ورقة العمل هذه لاستخدامها كقالب
يمكنك استخدامه في المرة التالية التي تحتاج فيها إلى إنشاء مخطط Bode ، مما يتيح لك تخطي الجزء 6.
جزء 7 من 8: الحصول على البيانات الخاصة بمؤامرة بود
الخطوة 1. يجب أن يظل راسم الذبذبات لديك معروضًا على شاشة المؤشر من نهاية الجزء الخامس
إذا لم يكن كذلك ، فاضغط على الزر "CURSOR" أعلى منتصف مرسمة الذبذبات.
الخطوة 2. أدر مفتاح "HORIZONTAL SEC / DIV" لتكبير الموجة ، بحيث تظهر فترة واحدة
الخطوة الثالثة. اضغط على المفتاح الوظيفي الرابع من الأعلى لتحديد المؤشر 1
الخطوة 4. أدر المقبض "متعدد الوظائف" الموجود في الجزء العلوي الأوسط من مرسمة الذبذبات لتحريك المؤشر
المقبض غير مُسمّى ويقع فوق زر "PRINT" مباشرةً.
الخطوة 5. ضع المؤشر بحيث يصطف مع الجزء العلوي من الموجة CH1 (العلوي ، باللون البرتقالي)
الخطوة 6. اضغط على آخر مفتاح مرن (الخامس من الأعلى) لتحديد المؤشر 2
الخطوة 7. أدر مقبض "متعدد الوظائف" الموجود في الجزء العلوي الأوسط من الذبذبات لتحريك المؤشر
ضع المؤشر بحيث يصطف مع الجزء العلوي من الموجة CH2 (السفلي ، باللون الأزرق).
الخطوة الثامنة. في جدول البيانات الخاص بك ، قم بتسجيل البيانات الخاصة بك:
- أ. Vin - قراءة الجهد تحت المؤشر 1 (820 مللي فولت في المثال أعلاه ؛ سجل هذا على أنه 0.820 في جدول البيانات الخاص بك)
- ب. dV - القراءة بجوار V (20.0 mV في المثال أعلاه ؛ سجل هذا كـ 0.020 في جدول البيانات الخاص بك)
- ج. التأخير - القراءة بجوار t (160.0 µs في المثال أعلاه ؛ سجل هذا كـ 0.000160 في جدول البيانات الخاص بك).
جزء 8 من 8: إنشاء مخطط بودي
الخطوة الأولى: للحصول على مخطط الربح:
أدخل خطوة واحدة هنا ثم انقر فوق 1. حدد عمودي التكرار والكسب.
الخطوة 2. انقر على "إدراج" وابحث عن خيار "مخطط مبعثر"
الخطوة 3. انقر بزر الماوس الأيمن على المحور الرأسي واختر "تنسيق المحور …"
الخطوة 4. انقر على "مقياس لوغاريتمي"
الخطوة 5. انقر بزر الماوس الأيمن على المحور الأفقي واختر "تنسيق المحور …"
الخطوة 6. انقر على "مقياس لوغاريتمي"
الخطوة 7. بالنسبة لمخطط المرحلة:
حدد أعمدة التكرار والكسب.
الخطوة 8. أدخل خطوة واحدة هنا ثم انقر فوق "إدراج" وابحث عن خيار "مخطط مبعثر"
الخطوة 9. انقر بزر الماوس الأيمن على المحور الأفقي واختر "تنسيق المحور …"
الخطوة 10. انقر فوق "مقياس لوغاريتمي"
نصائح
-
إذا ظلت الشاشة تبدو صاخبة أو غير منتظمة ، فتحقق مما يلي:
- أ- تحقق مما إذا كان خرج مولد الوظيفة قيد التشغيل (الجزء 3 ، الخطوة 5).
- ب - تحقق مما إذا كانت أي كبلات أو توصيلات قد انفصلت (الجزء 1 ، الخطوات 1-4).
- ج- قم بمعايرة المجسات الخاصة بك (اطلب من TA إرشادات حول هذا الأمر).
- د جرب كبلًا آخر (الجزء 1 ، الخطوات 1-4) حيث قد يتلف الكابل.
- لاحظ أن قراءات المؤشر هذه مخصصة للقناة المدرجة ضمن "المصدر". لاحظ أيضًا أن تغيير القناة المصدر يؤثر على كلا المؤشرين في نفس الوقت. لا يسمح لنا الذبذبات بإعطاء كل قناة مؤشرها الخاص. لا تسجل بطريق الخطأ Cursor 1 كـ CH1 و Cursor 2 كـ CH2 في بياناتك المعملية!
