Tartalomjegyzék
BEVEZETÉS .................................................................................................................... 7 1. AZ ÖSSZETETT ANALÓG ÁRAMKÖRÖK VIZSGÁLATA ................................ 9 1.1. Az egyszeresen és többszörösen visszacsatolt erõsítõk vizsgálata ........................ 9 1.1.1. Egyfokozatú erõsítõ soros negatív áram-visszacsatolással ............................ 10 1.1.2. A többszörösen visszacsatolt, 3 fokozatú erõsítõ elemzése ........................... 14 1.2. A tranzisztoros többfokozatú erõsítõ vizsgálata .................................................... 17 1.2.1. Az elõerõsítõ ................................................................................................... 17 1.2.2. A végerõsítõ fokozat ....................................................................................... 18 1.3. Az integrált áramkörökkel felépített többfokozatú erõsítõ vizsgálata ................. 23 1.3.1. Az elõerõsítõ ................................................................................................... 23 1.3.2. A hangszínszabályozó .................................................................................... 29 1.3.3. A végerõsítõ fokozat és egyéb alkatrészek ..................................................... 32 1.4. A D/A és az A/D konverterek (átalakítók) ............................................................ 33 1.4.1. A digitális-analóg átalakítók (D/A konverterek) ............................................ 33 1.4.2. Az analóg-digitális átalakítók (A/D konverterek) .......................................... 38 1.4.3. Az analóg kapcsoló ......................................................................................... 44 1.5. Az aktív RC szûrõk ............................................................................................... 45 1.5.1. Az aktív aluláteresztõ RC szûrõk ................................................................... 46 1.5.2. Az aktív felüláteresztõ szûrõk ........................................................................ 49 1.5.3. Az aktív sáváteresztõk (sávszûrõk) ................................................................ 51 1.6. A komparátoros kapcsolások ................................................................................. 52 1.6.1. A mûveleti erõsítõ mint komparátor ............................................................... 53 1.6.2. A hiszterézises komparátor (Schmitt-trigger) ................................................ 55 1.6.3. Az ablakkomparátorok ................................................................................... 57 1.7. Mérõ-egyenirányítók mûveleti erõsítõvel ............................................................. 58 1.7.1. Graetz-híd a visszacsatoló ágban .................................................................... 59 1.7.2. Az ideális egyutas egyenirányító kapcsolás ................................................ 60 1.7.3. Az ideális kétutas egyenirányító kapcsolás ................................................. 61 1.8. Wien-hidas oszcillátor mûveleti erõsítõvel ........................................................... 62 1.9. Integráló, differenciáló és idõzítõ áramkörök ....................................................... 67 1.9.1. Az analóg integráló kapcsolás ........................................................................ 67 1.9.2. Az analóg differenciáló kapcsolás .................................................................. 70 1.9.3. Idõzítõ kapcsolás 555-ös, precíziós idõzítõ integrált áramkörrel ................... 72 1.10. Integrált áramkörös stabilizátorok ....................................................................... 74 1.10.1. Egyenfeszültség-szabályozó IC-k................................................................. 75
3
AZ ÖSSZETETT ANALÓG ÁRAMKÖRÖK VIZSGÁLATA TARTALOM
1.10.2. Változtatható kimenõfeszültségû stabilizátor LM 317-es feszültségszabályozó IC-vel ............................................................................................................ 78 1.10.3. A mA 723 univerzális feszültségszabályozó IC ........................................... 79 1.11. A komplett tápegység mûködése ......................................................................... 81 1.11.1. A CV/CC átkapcsolóegység ......................................................................... 81 1.11.2. A hálózati stabilizált tápegységek mûszaki paraméterei .............................. 83 1.11.3. Integrált áramkörös stabilizált kettõs tápegység (FOK-GYEM TR-9175) .. 83 1.12. Teljesítményelektronikai áramkörök ................................................................... 87 1.12.1. A tirisztor egyenáramú áramkörökben ......................................................... 87 1.12.2. A tirisztor mint egyenáramú kapcsoló .......................................................... 88 1.12.3. A tirisztor vezérlése az impulzus szélességével ........................................... 91 1.12.4. A tirisztor váltakozó áramú áramkörben ...................................................... 93 2. AZ ANALÓG MULTIMÉTEREK ........................................................................... 94 2.1. Az analóg multiméterek mûszaki paraméterei ...................................................... 96 2.2. Az analóg multiméterek felépítése ........................................................................ 97 2.3. Az egyenfeszültség-mérés elve ............................................................................. 98 2.3.1. Nagy szintû elektronikus egyenfeszültség-mérõk .......................................... 98 2.3.2. Kis szintû elektronikus egyenfeszültség-mérõk ............................................. 99 2.4. Az áramerõsség mérése ....................................................................................... 100 2.4.1. A söntsor mint passzív áram-feszültség átalakító ........................................ 100 2.4.2. Az aktív áram-feszültség átalakító ............................................................... 100 2.4.3. Az egyenáram mérése Hall-elemmel ............................................................ 101 2.4.4. Az egyenáramú áramváltó ............................................................................ 101 2.5. A váltakozó feszültség mérése ............................................................................ 101 2.5.1. Az effektív érték mérése eltolt karakterisztikával ........................................ 101 2.5.2. A mûveleti erõsítõs átlagértékmérõ kapcsolás ............................................. 102 2.6. Az ellenállásmérés ............................................................................................... 103 2.7. A CB 4182 NF millivoltmérõ .............................................................................. 103 3. A SZINUSZOS ÉS AZ IMPULZUSGENERÁTOROK ....................................... 106 3.1. A hanggenerátorok felépítése .............................................................................. 106 3.1.1. A TR 0163/A típusú teljesítmény-hanggenerátor ......................................... 107 3.2. A széles sávú generátorok ................................................................................... 108 3.2.1. A TR 0107 RC generátor felépítése ............................................................. 109 3.3. A szignálgenerátorok ........................................................................................... 114 3.3.1. A moduláció ................................................................................................. 114 3.3.2. A szignálgenerátorok felépítése ................................................................... 116 3.3.3. A MARCONI 2017-AM/FM szignálgenerátor ............................................ 117 3.4. Az impulzusgenerátorok ..................................................................................... 118 3.5. A függvénygenerátorok ....................................................................................... 119 3.5.1. A hagyományos felépítésû függvénygenerátorok ........................................ 119 3.5.2. A digitális függvénygenerátorok .................................................................. 120 3.5.3. A PM 5135 függvénygenerátor .................................................................... 121
4
TARTALOM
4. AZ OSZCILLOSZKÓPOK ..................................................................................... 123 4.1. Az oszcilloszkóp mûködése ................................................................................ 123 4.2. Az oszcilloszkóp felépítése ................................................................................. 124 4.2.1. A katódsugárcsõ ........................................................................................... 124 4.2.2. A függõleges mérõrendszer .......................................................................... 126 4.2.3. A vízszintes mérõrendszer ............................................................................ 128 4.2.4. Az indítójelképzés ........................................................................................ 129 4.2.5. A kettõs idõalapú oszcilloszkópok ............................................................... 129 4.2.6. A tárolós oszcilloszkópok ............................................................................. 129 4.2.7. Mérések oszcilloszkóppal ............................................................................. 130 4.3. Az EO-211 típusú, egysugaras oszcilloszkóp ..................................................... 133 4.4. Az 5502 típusú, kétsugaras oszcilloszkóp ........................................................... 135 4.5. A szkópméterek ................................................................................................... 140 4.6. A spektrumanalizátorok ...................................................................................... 141 4.6.1. A párhuzamos amplitúdó-spektrumanalizátor .............................................. 142 4.6.2. A hangolt szûrõs amplitúdó-spektrumanalizátor .......................................... 143 4.6.3. A transzponáló rendszerû analizátor ............................................................ 143 4.6.4. A párhuzamos komplex analizátor ............................................................... 144 4.6.5. A soros komplex analizátor .......................................................................... 144 4.6.6. A HP 35665A spektrumanalizátor ................................................................ 144 5. A DIGITÁLIS MÉRÉSTECHNIKA ALAPJAI .................................................... 148 5.1. A mintavételes mérés elve ................................................................................... 148 5.1.1. A szekvenciális mintavételezés .................................................................... 148 5.1.2. A mintavevõ-tartó áramkörök ...................................................................... 149 5.2. A digitális mérés elve .......................................................................................... 149 5.3. A kvantálás .......................................................................................................... 150 5.4. Az optikai kijelzõk .............................................................................................. 150 5.4.1. A kvázianalóg kijelzõk ................................................................................. 150 5.4.2. A numerikus kijelzõk.................................................................................... 151 5.4.3. Az alfanumerikus kijelzõk ............................................................................ 152 6. A DIGITÁLIS FREKVENCIA- ÉS IDÕMÉRÕK ................................................ 155 6.1. A közvetlen frekvenciamérés .............................................................................. 155 6.2. A periódusidõ mérése .......................................................................................... 157 6.3. Az 1 GHz-es komplett frekvenciamérõ ............................................................... 157 7. A DIGITÁLIS MULTIMÉTEREK ........................................................................ 160 7.1. A kompenzáló rendszerû digitális feszültségmérõ .............................................. 161 7.2. A feszültség-idõ konverzión alapuló eljárás ....................................................... 162 7.3. Az integráló rendszerû digitális feszültségmérõ ................................................. 163 7.4. A dual-slope digitális feszültségmérõ ................................................................. 163 7.5. A komplett digitális multiméter .......................................................................... 165
5
AZ ÖSSZETETT ANALÓG ÁRAMKÖRÖK VIZSGÁLATA TARTALOM
8. A DIGITÁLIS TECHNIKA VIZSGÁLÓMÛSZEREI ......................................... 172 8.1. A jeladók ............................................................................................................. 172 8.1.1. Az elektromechanikus jeladó ........................................................................ 172 8.1.2. A mágneses jeladók ...................................................................................... 173 8.1.3. A fotoelektromos jeladók ............................................................................. 174 8.1.4. A pneumatikus jeladók ................................................................................. 174 8.1.5. A különleges jeladók .................................................................................... 174 8.2. A szintvizsgálók .................................................................................................. 176 8.3. A logikai analizátorok ......................................................................................... 178 8.3.1. A HP 1660 sorozatú logikai analizátor ......................................................... 180 9. A NEMVILLAMOS MENNYISÉGEK MÉRÉSE ................................................ 184 9.1. A jelátalakítók csoportosítása, jellemzõi ............................................................. 184 9.2. Az ellenállásos mérõátalakítók ............................................................................ 184 9.2.1. A potenciométeres érzékelõk ........................................................................ 185 9.2.2. Az ellenállás-hõmérõk .................................................................................. 185 9.3. Az induktív érzékelõk .......................................................................................... 188 9.3.1. A behúzójármos érzékelõ ............................................................................. 189 9.3.2. A differenciáltekercses érzékelõ ................................................................... 189 9.3.3. Az FLDT, nagy linearitású elmozdulásátalakító .......................................... 190 9.3.4. Az induktív csatolás megváltoztatásán alapuló érzékelõk ........................... 190 9.4. A kapacitív érzékelõk .......................................................................................... 191 9.5. Az aktív érzékelõk ............................................................................................... 192 9.5.1. A termoelemek ............................................................................................. 192 9.5.2. A fényelektromos érzékelõ ........................................................................... 192 9.5.3. A piezoelektromos érzékelõk ....................................................................... 192 9.5.4. Az elektrodinamikus érzékelõk .................................................................... 192 9.6. Alkalmazások a nemvillamos mérésekre ............................................................ 194 9.6.1. A differenciáltranszformátoros érzékelõ (LVDT) alkalmazása .................... 194 9.6.2. Az elektronikus fordulatszámmérõ ............................................................... 194 9.6.3. Az elektronikus lázmérõ ............................................................................... 196 9.7. Hibaszámítások.................................................................................................... 197 9.7.1. Az összeadás (összeg) relatív hibája ............................................................ 198 9.7.2. A kivonás (különbség) relatív hibája ............................................................ 198 9.7.3. A szorzás (szorzat) relatív hibája ................................................................. 198 9.7.4. Az osztás (hányados) relatív hibája .............................................................. 199 A FELHASZNÁLT SZAKIRODALOM .................................................................... 201
6