Aufgabe 9 - Frequenzgang aktive Bauelemente

TFH – Berlin
Messtechnik – Labor
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Frequenzgangmessung von passiven
Schaltungen
Ort:
TFH – Berlin
Datum:
19.05.04
Uhrzeit:
von 8.00 bis 11.30 Uhr
Dozent:
Prof. Dr.-Ing. Klaus Metzger
Kommilitonen:
Mirko Grimberg, André Möhl, Sebastian Schwarick
TFH – Berlin
Messtechnik – Labor
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Die Aufgabenstellung:
Es ist eine Frequenzgangmessung bzw. Phasengangsmessung für einen Tiefpass erster Ordnung
durchzuführen.
Verwendete Bauelemente:
Verwendete Geräte:
•
•
•
•
digital RCL – Messgerät Philips PM 6303A
2x Echt – Effektivwert Digital Multimeter Fluke 45
Oszilloskop [7.1 – 1.9]
Funktionsgenerator
Verwendete Bauteile:
•
•
•
•
Widerstand R1 = 1,59 kΩ
Widerstand R2 = 1,5 kΩ
Kondensator C = 0,01 µF
Operationsverstärker uA741M
Die Messschaltung:
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Bestimmung der Außenbeschaltung:
Die Schaltung soll so dimensioniert werden, dass sich eine Grenzfrequenz von 10 kHz einstellt.
f g =10 kHz
 g=
1
R1 C
R 1=
1
f g ∗2∗∗C
R 1=
f g=

1
2∗∗R 1∗C
1
10 kHz∗2∗∗0,01 µF
Aus den uns zur Verfügung stehenden Bauelementen haben wir einen Kondensator C = 0,01 µF
ausgewählt und den Widerstand R1 so ermittelt, dass sich eine Grenzfrequenz von 10 khz einstellt.
Um den Frequenzgang und den Phasengang aufzeichnen zu können, haben wir uns für eine
Verstärkung V = 1 entschieden.
V=
R1
R2
Bemerkung: Die Werte für die Widerstände R1 und R2 beziehen sich auf die uns zur Verfügung
stehenden realen Widerstände.
Die Messwerte:
Frequenz / kHz
Ua / V
∣G  j∣db
∆t / µs
T / µs
φ
1
1
0
18
1000
6,48°
2
1
0
18
500
12,9°
5
0,99
-0,09
18
200
32,4°
8
0,84
-1,51
14,8
125
42,6°
9
0,79
-2,05
14,4
111
46,7°
9,5
0,77
-2,27
14
105
48°
10
0,74
-2,62
13,6
100
48,9°
10,5
0,73
-2,73
13,4
95
50°
11
0,71
-2,97
13,2
90
52,8°
12
0,67
-3,48
12,6
83
54,6°
15
0,56
-5,04
11,2
66
61°
20
0,46
-6,74
9,2
50
66,2°
50
199 mV
-14,02
4,5
20
81°°
80
126 mV
-17,99
2,9
12
87°
90
115 mV
-18,78
2,7
11
88°
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Die Werte für die Periodenlänge T und den Phasenwinkel φ lassen sich nach folgenden Formeln
errechnen:
T=
1
f
=
t
∗360 °
T
Das Bodediagramm:
Bodediagramm Tiefpass