Relazione Di  Elettronica

Scopo dell’esperienza:

Generare e visualizzare tramite l’ oscilloscopio i seguenti segnali:

Segnale continuo a 12V

Segnale continuo a ±12V

Segnale sinusoidale, quadro e triangolare con valore picco-picco di 100mV e con frequenza di 1)10Hz; 2)1KHz; 3)10KHz; 4)100KHz; 5)2MHz.

Strumenti utilizzati:

Alimentatore stabilizzato duale, multimetro, generatore di funzioni, oscilloscopio e cavetti di collegamento.

Alimentatore stabilizzato duale:

L’alimentatore stabilizzato converte la tensione alternata di rete

(220V, 50Hz) in una tensione continua stabile e indipendente dalle fluttuazioni di rete.

Lo schema a blocchi di un alimentatore stabilizzato è illustrato in seguito 151h78b .

I primi tre blocchi costituiscono il cosiddetto alimentatore non stabilizzato che comprendono:

–                    il trasformatore, che ha il compito di abbassare la tensione di rete;

–                    il raddrizzatore che rende la tensione unipolare;

–                    il filtro che spiana la tensione rendendola approssimativamente continua.

La tensione fornita dal filtro presenta, sovrapposta alla componente continua, una evidente ondulazione residua (ripple), che è tuttavia accettabile in numerose applicazioni. Un quarto blocco è il regolatore di tensione, questo ha inoltre la funzione di mantenere la tensione di uscita il più possibile costante, indipendentemente dalla tensione d’ingresso, dal carico e dalla temperatura.

L’apparecchio da noi utilizzato viene chiamato duale perché è composto da due distinti alimentatori, che prendono i nomi di MASTER e SLAVE. Questi tramite degli appositi pulsanti possono lavorare singolarmente, in serie o in parallelo.

Nella parte inferiore sono presenti delle manopole che ci permettono di regolare il valore di tensione o di corrente. Infine si notano dei terminali di uscita a boccola cinque(di seguito illustrate).

   Multimetro:

Il multimetro è uno strumento che permette di eseguire essenzialmente tre tipi di misura: di tensione (voltmetro), di corrente (amperometro), di resistenza (ohmetro). Questo è alimentato da una tensione di rete.

Oltre ai terminali di ingresso, è provvisto di un display a più cifre (4 o 5 negli strumenti di uso più comune), che fornisce l’indicazione della misura.

La struttura generale di un multimetro è rappresentata dalla schema a blocchi illustrato di seguito.

Si possono notare dei pulsanti che permettono di:

–                    ON/OFF (accensione e spegnimento)

–                    DCV (tensione continua)

–                    ACV (tensione alternata)

–                    DCA (corrente continua)

–                    ACA (corrente alternata)

–                    Ω (imposta la modalità ohmetro)

–                    gli altri sei pulsanti, servono per regolare la portata dello strumento)

Vediamo nel pannello frontale di un multimetro i terminali di ingresso, sono costituiti da boccole destinate ad alloggiare le due sonde necessarie per le misure.

Generatore di funzioni:

Il generatore di funzioni è un apparecchio in grado di fornire segnali di tensione con forma d’onda diversa essenzialmente sinusoidale, quadra e triangolare, in una gamma di frequenze che va dalle frazioni di Hz alla decina di MHz.

La struttura a blocchi del generatore di funzioni è illustrato di seguito. Un oscillatore, costituito da un comparatore e da un integratore, genera direttamente i segnali ad onda quadra e triangolare. Da quest’ultima forma d’onda viene ricavato il segnale sinusoidale tramite un particolare circuito formatore.

La frequenza dei segnali può essere variata mediante un selettore a scatti ed un disco graduato per la regolazione fine.

Uno stadio amplificatore–separatore impedisce che variazioni del carico influenzino il funzionamento dell’oscillatore. Questo stadio consente inoltre da sommare al segnale una componente continua regolabile con la manopola do OFFSET.

Infine lo stadio attenuatore di uscita provvede alla regolazione dell’ampiezza ed è comandato da una manopola.

Il suo pannello di controllo è diviso in diversi settori di cui ognuno ha una propria funzione.

Il campo di massima della frequenza è rappresentato dai pulsanti di colore grigio chiaro presenti nel riquadro più grande, sotto di questi è presente una manopola che permette di scegliere il valore moltiplicativo per ottenere cosi la frequenza desiderata.

Poi abbiamo il trigger, sia interno che esterno, in genere si utilizza quello interno.

Infine abbiamo la manopola AMPLITUDE che regola l’ampiezza del segnale e un tasto ON/OFF per l’accensione e lo spegnimento.

Oscilloscopio:

L’oscilloscopio è il più completo fra gli strumenti di analisi usati in laboratorio poiché è in grado di visualizzare su di uno schermo l’andamento nel tempo dei segnali elettrici.

Il cuore dell’oscilloscopio è costituito dal tubo a raggi catodici. All’interno di un involucro rigido a vuoto spinto che termina ad un estremità con uno schermo ricoperto interamente da uno strato di sostanze luminescenti, i fosfori, sono racchiusi un cannone elettronico ed un sistema di deflessione elettrostatico.

Il cannone elettronico, comprende un catodo emittente, una griglia di controllo, un anodo e una serie di lenti di focalizzazione, genera un sottile fascio di elettroni. Questi, dopo aver attraversato il sistema di deflessione elettrostatico, vanno ad urtare lo schermo eccitando i fosfori e producendo un punto luminoso (vedi figura sottostante).

La struttura di principio dell’oscilloscopio è illustrata seguentemente.

Il segnale da visualizzare Vi viene inviato attraverso un attenuatore di ingresso all’amplificatore verticale e da questo alle placchette di deflessione verticale.

La sua ampiezza e quindi l’altezza dell’immagine viene regolata tramite la manopola V/DIV.

Un circuito di trigger, che può essere comandato dal segnale Vi o da un apposito segnale esterno, attiva tramite impulsi di comando il generatore della base dei tempi. IL segnale a rampa da quest’ultimo viene amplificato dall’amplificatore e inviato alle placchette di deflessione orizzontale.

L’oscilloscopio descritto è del tipo ad una traccia; Normalmente gli oscilloscopi anno la possibilità di visualizzare contemporaneamente due segnali di ingresso, ossia sono del tipo a doppia traccia, un oscilloscopio a doppia traccia presenta due parti anologhe a quella descritta.

L’operazioni preliminari da svolgere più importante è quella della calibratura. Le parti fondamentali di questo strumento sono:

–manopola T/DIV: che regola la durata della rampa.

–manopola V/DIV: che consente di variare l’ampiezza dell’immagine sullo schermo.

–manopola POSITION orizzontale che sposta il segnale sull’asse delle x quella verticale che sposta il segnale sull’asse delle y.

(Vedi figura in pagina successiva).

Svolgimento:

Per visualizzare il nostro primo segnale, continuo a 12V, si è impostato l’alimentatore alla medesima tensione andando a riscontrare un errore minimo di 0.01V, poiché verificando con il multimetro questo indicava 12.01V.

In seguito si procede alla calibratura dell’oscilloscopio e dopo questa operazione si effettuano i collegamenti con l’alimentatore, impostando la manopola V/DIV a 5V.

In seguito visualizzato il segnale continuo sull’oscilloscopio, la misurazione può considerarsi riuscita poiché il segnale risulta spostato rispetto al punto di calibratura di 2.2 quadretti.

Per l’ultimo segnale da noi analizzato cioè quello con valore picco–picco di 100mV e frequenza 10Hz, abbiamo prima impostato la frequenza e il valore picco–picco suddetti sul generatore di funzioni e dopo per vedere il valore efficace abbiamo collegato il generatore al multimetro visualizzando sul display un valore efficace di 70.71mV.

Infine si è visualizzata sull’oscilloscopio l’onda sinusoidale verificano l’esatta misurazione, poiché impostati i V/DIV a 50mV per ogni quadretto l’onda va da +2 a –2 quadretti sullo schermo.

Conclusioni:

In conclusione di questa esperienza, si deve dire che le altre misurazioni elencate non sono state effettuate a causa del cattivo funzionamento degli strumenti e per vari problemi riscontrati durante l’esperienza.