LABO 5 / 6 : De tijdbasis 2 - KHLim

1. Doelstellingen
Na het uitvoeren van de proeven :
LABO 5 / 6 : De tijdbasis 2
• begrijp je dB in de meettechniek en kan je het toepassen.
• kan je een bodediagram lezen, begrijpen, opmeten en tekenen.
• begrijp je de werking van de kalibratieknop.
• kan je de scoop in X-Y mode gebruiken.
• begrijp je de functie van de Hold-off knop.
• kan je de verschillende instellingen van de triggergenerator gebruiken.
2. Algemeenheden
2.1. De dB (Decibel) in de meettechniek
2.1.1. Wat is logaritme (log)?
Enkele voorbeelden
Log(10) = Log(10 1 ) = 1
Log(100) = Log(10 2 ) = 2
Log(1000) = Log(10 3 ) = 3
Log(1) = Log(10 0 ) = 0
Log(0,1) = Log(10 -1 ) = -1
Log(0,01) = Log(10 -2 ) = -2
Log(5) = Log(10 0,698 ) = 0,698 want 5 = 10 0,698
Log(34) = Log(10 1,531 ) = 1,5531 want 34 = 10 1,531
De tijdbasis 2 1 / 33
De omgekeerde bewerking is antilog of log -1 . Let op, log -1 (X) is niet gelijk aan 1/log(X)!!
Met behulp van het rekentoestel voeren we de bewerking antilog uit door eerst de knop
SHIFT (of INV voor sommige toestellen) en vervolgens LOG in te drukken.
Zie cursus rekenkundige technieken voor rekenrekels in verband met logaritme.
2.1.2. Wat is decibel (dB)?
We kennen allemaal de eenheid dB uit geluidsmetingen. Zo weten we dat een geluid
van 15 dB zeer zacht en een geluid van 120 dB zeer luid is, deze laatste is namelijk de
menselijke pijngrens. We kunnen geluid ook uitdrukken in W/m². Dit is een echter een
nietszeggende eenheid die tevens onhandig is in gebruik. Als we een signaal hebben
van bv 10 -2 W/m² kunnen we ons moeilijk voorstellen of dit zacht of luid is. Een
bijkomende moeilijkheid in het vinden van een handige schaal is het feit dat onze
geluidswaarneming niet lineair is maar logaritmisch. Als we bv 2 luidsprekers plaatsen
dan zullen wij bij een verdubbeling van het aantal luidsprekers naar 4 het geluid niet
waarnemen als dubbel zo luid maar slechts een kleine toename waarnemen nl 3dB.
Een geluid met een vermogen van 10 -12 W/m² wordt genomen als eenheid. We kunnen
nu de verhouding nemen van het vermogen van ons signaal 10 -2 W/m² en de eenheid
10 -12 W/m², dan bekomen we 10.000.000.000. Aangezien ons gehoor logaritmisch werkt
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

De tijdbasis 2 2 / 33
nemen we hiervan het logaritme en bekomen we 10 bel. De eenheid bel is te groot om
mee te werken, daarom nemen we 1/10 van een bel of 1 decibel en bekomen we voor
ons signaal van 10-2 W/m² een waarde van 100dB. Een geluid met een vermogen van
10-12 W zal dus een resultaat geven van 0dB.
Hieruit kunnen we besluiten dat dB de eenheid is van een verhouding (hier van
vermogens).
2.1.3. Verhoudingen in de meettechniek
In de meettechniek wordt de verhouding tussen twee grootheden meestal uitgedrukt in
dB (decibel). Dit kan een verhouding zijn van spanningen of vermogens.
Formules:
Spanningsverhouding Au = 20 log(Uuitgang / Uingang) uitgedrukt in dB
Vermogensverhouding Ap = 10 log (Puitgang / Pingang) uitgedrukt in dB
Het is niet nodig om de juiste waarde van de vermogens of spanningen te kennen. Als
we de verhouding kennen kunnen we de versterkings- of verzwakkingsfactor in dB
berekenen.
De dB geeft namelijk een relatieve verhouding van de grootheden weer.
We kunnen een verzwakker herkennen aan het feit dat deze een verhouding uitgedrukt
in dB heeft die kleiner is als 0, een versterker heeft een waarde groter als 0
Voor een versterker is de waarde in dB groter als 0, voor een verzwakker kleiner
als 0. Indien de waarde gelijk is aan 0 is er geen versterking, noch een
verzwakking hetgeen men in de elektronica een spanningsvolger noemt.
Let wel op:
1. We spreken van een verzwakker van 3dB en niet van een verzwakker van –3dB
aangezien het woord “verzwakker” het minteken impliceert.
2. Indien de waarde van een verzwakker gegeven is als positief getal, moeten we
zelf het minteken toevoegen bij berekeningen.
Voorbeeld 1
Een versterker heeft een spanningsverhouding van 5 maal. Bereken de waarde in dB.
We nemen de formule voor spanningsverhouding en vullen de gegevens is:
⎛U
⎞ uit
A 20 log ⎜
⎟
u =
= 20log(
5)
⎝ Uin
⎠
Au=
13,
979
dB
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

Voorbeeld 2
Met welke factor zal een verzwakker van 3dB een vermogen verzwakken?
De tijdbasis 2 3 / 33
We kennen de waardes van de vermogens niet, we zullen bijgevolg moeten gaan
rekenen met relatieve waardes.
We spreken van een verzwakker, de verhouding uitgedrukt in dB is dus –3dB. We
moeten de formule gebruiken van vermogensverhouding aangezien we hier spreken
over een vermogensverzwakking. Invullen in de formule geeft ons:
⎛ Puit
⎞
− 3dB
= 10log
⎜
⎟
⎝ Pin
⎠
−1
−3
Puit
log ( ) = 10
P
Het vermogen wordt bijgevolg ongeveer gehalveerd.
Indien dit een spanningsversterking zou zijn bekomen we een resultaat van
U
U
uit
in
= 0,
7079
Reken dit resultaat zelf na!!
P
P
uit
in
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT
in
= 0,
5012

2.1.4. Omzettingstabellen
De tijdbasis 2 4 / 33
Indien we de waarde van een verzwakker of versterker krijgen en we de spannings- of
vermogensverhouding wensen te berekenen, kunnen we dit m.b.v. omzettingstabellen.
Hierbij wordt de waarde van de versterker (of verzwakker) vb 18,2 dB opgesplitst in de
waarden die we in de tabel terugvinden. Hier 18,2 dB = 18dB + 0,2dB.
18 dB = 7,943
0,2 dB = 1,023
Resultaat: 18,2dB = 7,943 x 1,023 = 8,126 (Zie formules logaritme in de wiskunde)
Vandaag beschikken we allen over een rekentoestel zodoende dat deze
omzettingstabellen niet meer worden toegepast.
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

2.1.5. Absolute waarden in dB
De tijdbasis 2 5 / 33
In 2.1.1. hebben we als voorbeeld voor dB het geluid genomen. Hier hebben we een
absolute waarde 10 -2 W/m² omgezet in een getal met eenheid de dB. In de
meettechniek hebben we tot nog toe enkel de verhouding tussen twee spanningen of
twee vermogens uitgedrukt in dB. Dit is dus een relatieve waarde. In de meettechniek
kunnen we echter ook een absolute waarde (bv 5W , 3V, …) uitdrukken in dB namelijk
in dBV, dBW, dBµV of in dBm, afhankelijk van wat we als referentie nemen. Het
verschil tussen deze voorstellingswijzen wordt duidelijk gemaakt aan de hand van
enkele voorbeelden.
1. dBm
Met dBm verstaat men het aantal dB’s t.o.v. het vermogen van 1mW. Dit is dus een
absoluut vermogen. dB is dus een relatieve waarde (verhouding) en de dBm een
absolute waarde.
Voorbeeld:
Een versterker produceert een vermogen van 12W. Hoeveel dBm is dit?
12W = 10 log (12 / 0,001) = 40,79dBm
Een signaalgenerator heeft een uitgangsvermogen van 13 dBm. Welk uitgangsvermogen
meten we?
De signaalgenerator heeft een vermogen dat 13 dB meer is als 0 dB waarbij 0 dB
gelijk is aan 1mW
2. dBW
13 dBm = 10 log( ?P / 1mW)
?P = 1 mW x log -1 (13 / 10)
P = 19,95mW
De dBW is evenals de dBm een absoluut vermogen. De nulreferentie ligt hier bij 1W.
Dus 0dBW = 1W.
Voorbeeld:
Een versterker produceert een vermogen van 12 W. Hoeveel dBW is dit?
12W = 10 log (12 / 1) = 10,79dBW
Een signaalgenerator heeft een uitgangsvermogen van 13 dBW. Welk
uitgangsvermogen meten we?
De signaalgenerator heeft een vermogen dat 13 dB meer is als 0dB waarbij 0dB
gelijk is aan 1W.
13dBW = 10 log(?P / 1W)
?P = 1W x log -1 (13 / 10)
P = 19,95W
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

3. dBV
Bij de dBV ligt de nulreferentie bij 1V. Dus 0dBV = 1V
De tijdbasis 2 6 / 33
Voorbeeld:
Aan de uitgang van een voeding meten we een spanning van 12dBV, hoeveel
Volt meten we?
4. dBµV
12 = 20 log(?V /1V)
?V = 1V log-1(12/20)
de uitgangsspanning is 3,98V
Hierbij is als nulreferentie een spanning van 1µV genomen.
Voorbeeld:
Aan de uitgang van een regelaar meten we een spanning van 12dBµV, hoeveel
Volt meten we?
12 = 20 log (?V/1µV)
?V = 1µV log-1 (12/20)
De uitgangsspanning is 3,98µV.
2.2. Opdrachten
• Opgave 1:
Bereken de spanningsversterking indien de ingangsspanning = 1V en de
uitgangsspanning = 10V. Is dit een verzwakker of versterker?
• Opgave 2:
Bereken de spanningsversterking indien de ingangsspanning = 220V en de
uitgangsspanning = 10V. Is dit een verzwakker of versterker?
• Opgave 3:
Bereken de spanningsversterking indien de ingangsspanning = 10V en de
uitgangsspanning = 10V. Is dit een verzwakker of versterker?
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

De tijdbasis 2 7 / 33
Herhaal al de bovenstaande opgaven maar vervang de eenheid V steeds door W
(vermogen).
Besluit
A>0 => Uuit ….. Uin
A Uuit ….. Uin
A=0 => Uuit ….. Uin
• Opgave 4:
Bereken de spanningsverhouding van versterker van 3dB.
• Opgave 5:
Bereken de vermogensverhouding van versterker van 3dB.
• Opgave 6:
Bereken de spanningsverhouding van verzwakker van 36dB.
• Opgave 7:
Bereken de spanningsverhouding van versterker van 36dB.
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

2.3. verzwakkers
2.3.1. De verzwakker opgebouwd met weerstanden
R2
( )
A u=
20 log R1+
R
De tijdbasis 2 8 / 33
Een spanningsverzwakker kan eenvoudig worden opgebouwd met behulp van twee of
meer weerstanden in serie (zie figuur op volgende pagina). De verzwakking (A) wordt
uitgedrukt in dB.
Formules:
Met behulp van de formules voor een spanningsdeler bekomen we:
U uit R2
=
U in R1+
R2
Voor de versterking / verzwakking bekomen we:
Au = 20 log (Uuit / Uin) of
Berekeningsvoorbeeld van een verzwakker m.b.v. weerstanden:
Uin
Bereken de weerstanden R1 en R2.
Berekening:
We hebben 1 vergelijking met 2 onbekenden. Deze vergelijking is onoplosbaar vandaar
dat we 1 weerstandswaarde mogen kiezen. Welke waarde we kiezen zal geen invloed
hebben op de waarde van de verzwakker aangezien niet de absolute waarden van de
weerstanden de verzwakker bepalen maar de verhouding van de weerstanden.
Stel R1 = 1kΩ
⎛ R ⎞ ⎛ ⎞
2
R2
−10
= 20log
⎜
⎟ = 20log
⎜
⎟
⎝ R1
+ R2
⎠ ⎝1+
R2
⎠
−1
R2
log ( − 0,
5)
=
1+
R
I
R1
R2
( )
2
Uuit = (-10 dB)
0,316 ( 1 + R2 ) = R2
R2 = 461Ω
Deze waarde is gelijk voor metingen met gelijkspanning en wisselspanning bij eender
welke frequentie.
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT
2

De tijdbasis 2 9 / 33
2.3.2. De verzwakker opgebouwd uit weerstand, condensator en spoel
Indien de verzwakker niet enkel uit ohmse weerstanden bestaat hebben we een
verzwakker waarbij de uitgangsspanning niet enkel afhankelijk is van de gebruikte
componenten maar ook nog van de aangelegde frequentie. In dit geval zal er tussen
in- en uitgangsspanning een verschil in grootte en een faseverschuiving optreden.
Indien we de faseverschuiving en verhouding van in- en uitgangsspanning opmeten bij
verschillende frequenties en deze metingen uitzetten in een grafiek, dan bekomen we
een bodediagram.
Voor een bodediagram zetten we dus uit:
de versterking (in dB) in functie van de frequentie
de faseverschuiving (in ° ) in functie van de frequ entie
2.3.3. Bodediagram
We wensen de faseverschuiving en de verhouding van in- en uitgangsspanning op te
meten voor een frequentiebereik van 0 Hz tot 100 kHz. Hiervoor meten we deze
waarden bij een aantal frequenties op bv bij 0 HZ, 10 Hz, 100 Hz, 1000 Hz, …. Om alle
meetpunten te kunnen aanduiden op de grafiek nemen we als schaal 1mm per Hz. Dit
resulteert in een grafiek van 100.000 mm bij het opmeten tot 100 kHz. Dit is 100m!!!
Onmogelijk om zo een grafiek te tekenen. Nemen we1mm voor 1kHz, dan bekomen we
een grafiek van 10cm maar hoe gaan we nu nauwkeurig 1 Hz of 100 Hz aanduiden?
Hieruit blijkt dat een gewone lineaire schaal niet volstaat. We gaan daarom gebruik
maken van een logaritmische schaalverdeling. Op een lineaire schaal bestrijkt iedere
eenheid eenzelfde afstand. Bij een logaritmische schaal bestrijkt iedere decade dezelfde
afstand. Een decade is de afstand tussen 2 eenheden op een schaal die zich verhouden
met factor 10 vb van 1 tot 10 Hz, van 300 tot 3000 Hz, van 1 kHz tot 10 kHz …
0,01 0,1 1 10 100 1000 10000 kHz
1 decade
1 decade
Let op: Op een logaritmische schaal kan men nooit een waarde nul aanduiden!!
Op een logaritmische schaal kan men nooit negatieve waarden aanduiden!!
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

Opmerking:
2.3.4. Voorbeeld van een bodediagram
A [dB]
ϕ [°]
-90
De tijdbasis 2 10 / 33
Een bodediagram bestaat altijd uit twee delen die precies onder elkaar worden
getekend op dezelfde pagina
Bespreking bodediagram:
-20dB
-45°
-3dB punt
buigpunt
of breekpunt
fr [Hz]
fr [Hz]
Bij lage frequenties hebben we geen faseverschuiving maar wel een versterking.
Naarmate de frequentie stijgt zal de versterking dalen en krijgen we een negatieve
faseverschuiving. Bij die frequentie waarbij de faseverschuiving gelijk is aan – 45°
hebben we een verzwakking van 3dB of versterking van –3dB t.o.v. de oorspronkelijke
versterking. Dit noemen we het breekpunt of het buigpunt. Vanaf het buigpunt zal de
versterking met 20 dB per decade dalen. De hogere frequenties worden dus niet meer
versterkt maar verzwakt. Deze schakeling zou dienst kunnen doen voor een laag
frequent filter/ versterker waarbij de storingssignalen (hoge frequenties) worden
weggefilterd.
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT
1

2.4. Opdrachten
• Opgave 1:
De tijdbasis 2 11 / 33
Bereken de waarde van een spanningsverzwakker in dB met als ingangsspanning 10V,
R1= 330Ω en R2=1000Ω.
Uin
• Opgave 2:
Bereken de waarde van de weerstanden van volgende schakeling als Uin = 15V en Uuit
= 10V.
Uin
I
I
R1
R2
R1
R2
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT
Uuit
Uuit

• Opgave 3:
Bereken de weerstanden van volgende schakeling:
Uin
I
R1
R2
Uuit = -10dB
De tijdbasis 2 12 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

• Opgave 4:
Bereken de weerstanden van volgende schakeling:
Uin
I
R1
R2
Uuit = -20dB
De tijdbasis 2 13 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

• Opgave 5:
Bereken de weerstanden van volgende schakeling:
Uin
I
R1
R2
R3
Uuit = -20dB
Uuit = -15dB
De tijdbasis 2 14 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

• Opgave 6:
De tijdbasis 2 15 / 33
Bereken de weerstanden van volgende schakeling indien de verzwakkingen (!) gelijk
zijn aan 10 en 5 dB.
Uin
I
R1
R2
R3
Uuit =
Uuit =
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

2.5. Opmeten van een bodediagram
De tijdbasis 2 16 / 33
Om een bodediagram te kunnen tekenen moeten we de spanningsversterking en de
faseverschuiving kennen in functie van de frequentie. De spanningsversterking meten
we met een multimeter en de fase verschuiving meten we met de scoop. Voor dit laatste
moeten we gebruik maken van de kalibratieknop.
2.5.1. De kalibratieknop
De tijdbasis op de scoop wordt gevormd door aan de verticale afbuigplaten een
zaagtandspanning aan te leggen. Deze zaagtandspanning wordt gegenereerd door een
zaagtandspanningsgenerator en is een lineair met de tijd toenemende spanning zodat
we een x-as bekomen met een lineaire verdeling (tijdsas). Naarmate de helling van de
zaagtandspanning groter is (sneller stijgen) zal de elektronenbundel sneller van links
naar rechts over het scherm verplaatsen. Deze helling kunnen we stapsgewijs instellen
met de TIME/DIV – knop. Deze knop is een meerstanden -schakelaar. Iedere stand is
voorzien van een geijkte schaal zodat aflezing van de periode van een signaal mogelijk
is. Op deze knop vinden we echter nog een kleinere rode draaiknop : de kalibratieknop.
De schaal behorende bij de TIME/DIV – knop is enkel geldig indien deze kalibratieknop
in gekalibreerde stand staat. Indien we deze knop verdraaien, gaan we de helling
traploos wijzigen. De helling wijzigt terwijl de schaal die we aflezen op de TIME/DIV
knop gelijk blijft zodat we geen periodes, en bijgevolg ook geen frequenties, meer
kunnen aflezen.
U TIME/DIV // kalibratie
2.5.2. Meten van een faseverschuiving
Toch heeft deze knop een functie. Een volledige periode van een periodiek signaal,
wordt gelijk gesteld aan 360 elektrische graden. (360°). Met behulp van de
kalibratieknop kunnen we de tijdbasis zodanig aanpassen dat 1/2 periode juist gelijk is
aan 9 hokjes horizontaal. Dit resulteert in 360/(2*9) = 20° per division. Let er wel op dat
we nu de periode niet meer kunnen aflezen!!
Indien we twee wisselspanningsignalen gelijktijdig op het scherm zichtbaar maken,
kunnen we de faseverschuiving tussen deze signalen aflezen.
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT
t

Dit doen we als volgt:
In het oorspronkelijke beeld zien we dat de beide
signalen niet symmetrisch gelegen zijn t.o.v. de
middenlijn van het scherm.
Ingang
Uitgang
Vervolgens regelen we beide signalen symmetrisch
t.o.v. de middenlijn van het scherm. (Y-pos knop)
(beide massalijnen moeten niet gelijk vallen)
Verdeel een halve periode over 9 vakjes.
Zo is 180° = 9 vakjes of elk vakje 20°
(De ‘tijd’ moet niet in een callibratiestand staan)
Regel de hoogte van de figuur met de V/div en
kalibratieknoppen van de verticale versterkers zodat
er een scherpe snijding is met de x-as.
Zo kunnen we de doorsnijding beter bepalen.
De tijdbasis 2 17 / 33
Indien de uitgang later komt dan de ingang is de faseverschuiving negatief,
anders positief
Hier is de faseverschuiving = 1.5*20 negatief = -30°
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

2.5.3. Meten van de versterkingsfactor
De tijdbasis 2 18 / 33
We kunnen de versterkingsfactor meten door de ingangsspanning en de
uitgangsspanning te meten in Volt met de multimeter. Vervolgens berekenen we de
versterkingsfactor met de formule:
Au = 20 log(Uuitgang / Uingang)
Een tweede mogelijkheid is het rechtstreeks meten van de uitgangsspanning in dB met
de multimeter (enkel mogelijk met bepaalde multimeters !!!).
Volg volgende bewerking op in de juiste volgorde:
1 Meet de ingangspanning in Volt
2 Druk op de knop V/dB
3 Druk op de “REL” knop.
4 Verplaats de meetdraad en meet de uitgangsspanning(en).
5 De meting is nu de uitgangsspanning in dB.
Let op: Iedere keer we de ingangsspanning aanpassen of een andere meting uitvoeren
moeten we bovenstaande handelingen opnieuw uitvoeren.
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

2.6. Kleurcode weerstanden
E12 reeks
E12
± 10%
De tijdbasis 2 19 / 33
10 12 15 18 22 27 33 39 47 56 68 82
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

De tijdbasis 2 20 / 33
2.7. Hoe lees je codes op condensatoren?
Bij de meeste condensatoren staat de waarde er opgedrukt, zoals 0,1 µF of 10 nF.
Een tweede mogelijkheid is de vermelding als volgt: 0u1 voor 0,1 µF of 2n2 voor 2,2
nF.
Kleine condensatoren zoals keramische (schijf) of plasticfilm condensatoren hebben
meestal 3 cijfers en een letter, of soms alleen 2 cijfers. Dit moet je lezen als pico farad.
Een voorbeeld: 47 gedrukt op een kleine condensator moet gelezen worden als 47 pico
farad.
Een voorstelling met drie cijfers komt ook zeer veel voor. Het lijkt een beetje op de
kleurcode voor weerstanden. De eerste twee cijfers zijn de tientallen en eenheden, het
derde cijfer is de vermenigvuldigingsfactor. Met andere woorden het derde cijfers is het
aantal nullen.
Zie de tabel hieronder.
3 e cijfer Vermenigvuldigingsfactor
0 1
1 10
2 100
3 1000
4 10 000
5 100 000
6 1000 000
7 10 000 000
8 0,01
9 0,1
Een reeks voorbeelden:
Opdruk Waarde in pF nF µF
10 10 pF
100 100 pF
101 100 pF
102 1000 pF 1 nF 0,001 µF
103 10 000 pF 10 nF 0,01 µF
104 100 000 pF 100 nF 0,1 µF
105 1000 000 pF 1000 nF 1 µF
106 10 000 000 pF 10 000 nF 10 µF
107 100 000 000 pF 100 000 nF 100 µF
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

• Opgave 1: opmeten van een ohmse verzwakker
De tijdbasis 2 21 / 33
Bereken de verzwakker met ohmse weerstanden die voldoet aan volgende
voorwaarden en bepaal de benodigde weerstanden uit de E12 reeks.
Bereken ook de stroom door het netwerk (let op Imax van de gebruikte weerstanden)
en de uitgangsspanningen indien de ingangsspanning 5V DC is. Bouw vervolgens de
schakeling op en controleer de werking.
Uin
I
R1
R2
R3 Uu1 ( -20 dB)
Uu2 ( -10 dB)
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

erekende waarde R1= R2 = R3 =
waarde E12 reeks R1= R2 = R3 =
kleurencode
Metingen:
Uin= V I = mA (berekende waarde)
UR2= V Uin= dB
Uu1= V Uu1= dB
Uu2= V Uu2= dB
• Opgave 2 : Opmeten van een RC-netwerk
De tijdbasis 2 22 / 33
Voorzie de onderstaande schakeling van een sinusoïdale ingangsspanning met een
amplitude van 5Vmax en f = 1600 Hz.
Meet het ingangssignaal op kanaal 1, het uitgangssignaal op kanaal 2.
Maak beide signalen gelijktijdig zichtbaar op het scherm
Trigger op kanaal 1 en teken het beeld op (beide signalen op scoopbeeld 1).
Trigger op kanaal 2 en teken het beeld op (beide signalen op scoopbeeld 2).
Duid op iedere figuur de massa aan en welk signaal CHI en CHII is!
R = 1 kΩ
Uin Uuit
C = 0.1µF
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

Triggering CHI (2 signalen tekenen)
Time/div Volt/div CHI Volt/div CHII
…….. …..…s/div …..… ……..V/div …..… …..…V/div
Triggering CHII (2 signalen tekenen)
Time/div Volt/div CHI Volt/div CHII
…….. …..…s/div …..… ……..V/div …..… …..…V/div
De tijdbasis 2 23 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

Verklaar het verschil tussen de bekomen scoopbeelden:
Metingen bij 1600 Hz:
Uin max =
Uuit max =
Bereken de versterking of verzwakking (dB):
Bekomen we een versterker of verzwakker?
De tijdbasis 2 24 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

• Opgave 3: opmeten van een bodediagram
De tijdbasis 2 25 / 33
We merkten in voorgaande oefening dat de uitgangsspanning kleiner is als de
ingangsspanning. We hebben hier dus te maken met een verzwakker. Deze verzwakker
is echter niet uitsluitend opgebouwd uit ohmse weerstanden. De impedantie van een
condensator is afhankelijk van de frequentie. De verzwakking is bijgevolg ook
frequentieafhankelijk. We gaan nu de verzwakking berekenen en meten in functie van
de frequentie.
Meet de uitgangsspanning en faseverschuiving bij volgende frequenties:
0 Hz : een frequentie van 0Hz is een gelijkspanning.
Voor deze meting leggen we dus een gelijkspanning aan van 5V DC met de
gelijkspanningsbron.
100 Hz, 500 Hz, 1 kHz, 1600 Hz, 5 kHz, 10 kHz, 20 kHz, 50 kHz, 80 kHz, 100 kHz met
de functiegenerator.
Duid op onderstaand schema de meettoestellen aan.
R = 1 kΩ
Uin Uuit
Benodigde formules:
U
uit
=
1
1+
( ω RC)
2
U
in
C = 0.1µF
ϕ =
−bgtg(
ω RC)
Zet de berekende en gemeten waarden uit in de tabel op volgende pagina:
Tip: begin altijd met de frequentie nauwkeurig af te regelen.
Dus kalibreren!!
Doe per frequentie steeds al de metingen vooraleer je de frequentie wijzigt.
De studenten die het jaar bissen vervangen de weerstand door een van 10 kΩ
en de condensator door een van 4700 pF!!!
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

Uin = (steeds de max!! waarde weergeven)
R = ………… C = ……………….
De tijdbasis 2 26 / 33
Doe al de metingen bij een ingestelde frequentie alvorens deze te wijzigen!!
f [Hz] Uuit [V] Au [] Au [dB] ϕ [°]
berekend gemeten Berekend gemeten berekend gemeten
• Opgave 4
Teken het bodediagram op logaritmisch papier. Zie voorbeeld op de laatste pagina.
• Opgave 5
Herhaal opgave 3 voor volgende schakeling.
C = 0.1µF
Uin Uuit
R = 1 kΩ
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

Benodigde formules:
Uuit= Uin
1+
ω.
RC
( ) 2
ω.
RC
ϕ = 90 − Bgtg ω.
( RC)
Zet de berekende en gemeten waarden uit in de tabel op volgende pagina:
De tijdbasis 2 27 / 33
De studenten die het jaar bissen vervangen de weerstand door een van 10 kΩ
en de condensator door een van 4700 pF!!!
Uin = (steeds de max!! waarde weergeven)
R= ………….... C = …………………
f [Hz] Uuit [V] Au [] Au [dB] ϕ [°]
berekend gemeten berekend gemeten berekend gemeten
• Opgave 6
Teken het bodediagram op logaritmisch papier. (zie vb p24 !!! )
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

• Opgave 7 : besluiten
Beschrijf het verloop van het eerste bodediagram (zie vb p24 !!!)
Beschrijf het verloop van het tweede bodediagram
Besluit:
Welke functie kunnen deze schakelingen vervullen?
De tijdbasis 2 28 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

1
10
1 00
10 00
100 00
1000 00
Bodediagram opgave 4
1
10
100
1000
10000
100000
De tijdbasis 2 29 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

Bodediagram opgave 6
1
10
1 00
10 00
100 00
1000 00
1
10
100
1000
10000
100000
De tijdbasis 2 30 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

2.8. Voorbeeld van een Bodediagram op logaritmisch papier
A [dB]
20
10
-10
-20
-30
-40
-50
ϕ [°] 100
Bodediagram versterker
De tijdbasis 2 31 / 33
0
10 100 1000 10000 100000
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
10 100 1000 10000 100000
Bespreking:
Lage frequenties worden verzwakt. Signalen met een frequentie van 1000 Hz worden
noch verzwakt, noch versterkt. Signalen met hogere frequenties worden versterkt met
een max van 10dB voor de hogere frequenties.
Het buigpunt of breekpunt bevindt zich ongeveer op een frequentie van 3500 Hz. Hier is
de versterking 7dB, dit is 3dB kleiner als de max versterkingswaarde, en de
faseverschuiving bedraagt 45°.
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT
f [Hz]
f [Hz]

1
10
1 00
10 00
100 00
1000 00
Reserve Bodediagram
1
10
100
1000
10000
100000
De tijdbasis 2 32 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT

1
10
1 00
10 00
100 00
1000 00
Reserve Bodediagram
1
10
100
1000
10000
100000
De tijdbasis 2 33 / 33
Labo elektrische meettechniek 1PBA ELO/ELT KHLim Dept IWT