Laborationshandledning för mätteknik

Relevanta dokument
Laborationshandledning för mätteknik

Laboration 1: Styrning av lysdioder med en spänning

Elektronik grundkurs Laboration 6: Logikkretsar

Experiment med schmittrigger

DIGITALTEKNIK. Laboration D173. Grundläggande digital logik

ETE115 Ellära och elektronik, vt 2013 Laboration 1

Spä nningsmä tning äv periodiskä signäler

Elektroteknikens grunder Laboration 1

Laborationshandledning

Systemkonstruktion LABORATION LOGIK

DIGITALTEKNIK I. Laboration DE1. Kombinatoriska nät och kretsar

Elektronik grundkurs Laboration 1 Mätteknik

Laborationshandledning

ELEKTROTEKNIK. Laboration E701. Apparater för laborationer i elektronik

TSKS06 Linjära system för kommunikation Lab2 : Aktivt filter

4:4 Mätinstrument. Inledning

Laboration D181. ELEKTRONIK Digitalteknik. Kombinatoriska kretsar, HCMOS v 2.1

Laboration 2: Likström samt upp och urladdningsförlopp

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 3 RC- och RL-nät i tidsplanet. Elektronik för D ETIA01

ETE115 Ellära och elektronik, vt 2015 Laboration 1

Laboration D151. Kombinatoriska kretsar, HCMOS. Namn: Datum: Epostadr: Kurs:

DIGITALTEKNIK I. Laboration DE2. Sekvensnät och sekvenskretsar

Laborationshandledning

Undersökning av logiknivåer (V I

Laborationsrapport. Kurs El- och styrteknik för tekniker ET1015. Lab nr. Laborationens namn Lik- och växelström. Kommentarer. Utförd den.

Apparater på labbet. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Elektronik/JH. Personalia: Namn: Kurs: Datum:

Laborationsrapport Elektroteknik grundkurs ET1002 Mätteknik

Elektroteknikens grunder Laboration 3. OP-förstärkare

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

LTK010, vt 2017 Elektronik Laboration

Laborationsrapport. Kurs Elinstallation, begränsad behörighet. Lab nr 2. Laborationens namn Växelströmskretsar. Kommentarer. Utförd den.

Grundläggande ellära Induktiv och kapacitiv krets. Förberedelseuppgifter. Labuppgifter U 1 U R I 1 I 2 U C U L + + IEA Lab 1:1 - ETG 1

Spänningsmätning av periodiska signaler

TSTE20 Elektronik Lab5 : Enkla förstärkarsteg

Digitala kretsars dynamiska egenskaper

4 Laboration 4. Brus och termo-emk

Lab 3. Några slides att repetera inför Lab 3. William Sandqvist

Systemkonstruktion LABORATION SWITCHAGGREGAT. Utskriftsdatum:

Tentamen i Elektronik 5hp för E2/D2/Mek2

Lab Tema 2 Ingenjörens verktyg

Konstruktion av volt- och amperemeter med DMMM

DIGITALTEKNIK. Laboration D161. Kombinatoriska kretsar och nät

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 5 Operationsförstärkaren. Elektronik för D ETIA01

Elektricitetslära och magnetism - 1FY808. Lab 3 och Lab 4

TSIU05 Digitalteknik. LAB1 Kombinatorik LAB2 Sekvensnät LAB3 System

Sensorer och mätteknik Laborationshandledning

Läsinstruktioner. Materiel

De grundläggande logiska grindarna

Att fjärrstyra fysiska experiment över nätet.

Du har följande material: 1 Kopplingsdäck 2 LM339 4 komparatorer i vardera kapsel. ( ELFA art.nr datablad finns )

Laboration - Va xelstro mskretsar

Elektro och Informationsteknik LTH. Laboration 6 A/D- och D/A-omvandling. Elektronik för D ETIA01

TSTE05 Elektronik och mätteknik ISY-lab 3: Enkla förstärkarsteg

Ellära. Laboration 4 Mätning och simulering. Växelströmsnät.

Digital elektronik CL0090

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Tentamen i Elektronik, ESS010, del 2 den 17 dec 2007 klockan 8:00 13:00 för inskrivna på elektroteknik Ht 2007.

Blinkande LED med 555:an, två typkopplingar.

DEL-LINJÄRA DIAGRAM I

5:2 Digitalteknik Boolesk algebra. Inledning OCH-funktionen

IDE-sektionen. Laboration 5 Växelströmsmätningar

Lik- och Växelriktning

Mät kondensatorns reaktans

DIGITALTEKNIK. Laboration D164. Logiska funktioner med mikroprocessor Kombinatoriska funktioner med PIC16F84 Sekvensfunktioner med PIC16F84

Målsättning: Utrustning och material: Denna laboration syftar till att ge studenten:

Tentamen i Elektronik, ESS010, del1 4,5hp den 19 oktober 2007 klockan 8:00 13:00 För de som är inskrivna hösten 2007, E07

Spolens reaktans och resonanskretsar

Projekt "Kabelsökare" ver 1.4

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

Kombinationskretsar. Föreläsning 4 Digitalteknik Mattias Krysander Institutionen för systemteknik

Tentamen i Grundläggande ellära och digitalteknik ETA 013 för D

KAPITEL 4 MTU AB

LABORATION I TELEKOMMUNIKATION FREKVENSMODULERING. Med PLL

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

Umeå universitet Tillämpad fysik och elektronik Ville Jalkanen mfl Laboration Tema OP. Analog elektronik för Elkraft 7.

Ellära. Laboration 2 Mätning och simulering av likströmsnät (Thevenin-ekvivalent)

Laboration i digitalteknik Speciella sekvenskretsar

Laboration 2 Elektriska kretsar Online fjärrstyrd laborationsplats Blekinge Tekniska Högskola (BTH)

Elektro och Informationsteknik LTH Laboration 4 Tidsplan, frekvensplan och impedanser

OSCILLOSKOPET. Syftet med laborationen. Mål. Utrustning. Institutionen för fysik, Umeå universitet Robert Röding

Introduktion till fordonselektronik ET054G. Föreläsning 3

Tentamen i Elektronik - ETIA01

Bilaga till laborationen i TSKS09 Linjära System

Lösningförslag till Exempel på tentamensfrågor Digitalteknik I.

VÄXELSTRÖM SPÄNNINGSDELNING

EJ1200 ELEFFEKTSYSTEM. ENTR: En- och trefastransformatorn

4:2 Ellära: ström, spänning och energi. Inledning

Systemkonstruktion SERIEKOMMUNIKATION

KOMPONENTKÄNNEDOM. Laboration E165 ELEKTRO. UMEÅ UNIVERSITET Tillämpad fysik och elektronik Anton Holmlund Personalia:

Laboration II Elektronik

Likström och trefas växelström. Läs i kursboken "Elektricitetslära med tillämpningar" om:

LABORATIONER I DIGITALTEKNIK. Laboration 3 Speciella sekvenskretsar

Roterande elmaskiner

Mätning av elektriska storheter. Oscilloskopet

IDE-sektionen. Laboration 6 Växelströmsmätningar

APPARATER PÅ ELEKTRONIKLABBET

F5 Introduktion till digitalteknik

Multimeter och räknare

Elektriska kretsar - Likström och trefas växelström

Transkript:

Laborationshandledning för mätteknik - digitalteknik och konstruktion TNE094 LABORATION 2 Laborant: E-post: Kommentarer från lärare: Institutionen för Teknik och Naturvetenskap Campus Norrköping, augusti 2013 Ole Pedersen 1

Innehållsförteckning 1. Laborationsuppgifter till andra laborationen 1 1.1 Mätningar på pulsformad spänning 1 1.2 Funktionskontroll av TTL-grinden 7400 3 1.3 Inkoppling av lysdiod på utgången 4 1.4 Mätning av omslagsnivåer 5 1.5 Mätning av grindfördröjningar 6 1.6 Förberedelseuppgifter till andra laborationen 7 2

1. Laborationsuppgifter till andra laborationen I den här andra laborationen ska du mäta på pulsformade spänningar. I data- och digitalteknik sammanhang, är enskilda pulser eller hela pulståg (flera pulser efter varandra) den vanligaste kurvformen på signaler. Digitalteknikens ettor och nollor representeras av pulser där logiskt sant (etta), ofta motsvarar +5 V. Logiskt falskt (nolla) motsvaras då av 0 V. Det finns även andra tänkbara representationssätt för sant / falskt, dvs andra spänningsnivåer. Men vi ska använda oss av det ovan nämnda. 1.1 Mätningar på pulsformad spänning Uppgift 1: Koppla upp en signalgenerator (utgången) till ett oscilloskop (valfri ingång). Ställ in signalgeneratorn så att den visar fyrkantvåg, amplitud 1 V, ingen offset och frekvensen 100 Hz. Kurvformen på oscilloskopet bör se ut enligt figur 1. 2 1.5 1 0.5 0-0.5-1 -1.5-2 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 Figur 1. Kurvformen på pulståget från signalgeneratorn. Puls och pulslucka ska vara lika stora. Tiden i sekunder på horisontell axel. Spänningen i Volt på vertikal axel. Anslut därefter en Fluke multimeter och en ABB Metrawatt multimeter parallellt med utgången från signalgeneratorn. Kopplingen ska vara identisk med den du hade under slutet av laboration 1. 3

Uppgift 2: Ställ in båda multimetrarna för mätning av effektivvärde (symbolen V med vågform) och anteckna resultaten. Förklara också ev. avvikelser. Uppgift 3: Ställ in multimetrarna för mätning av likriktat medelvärde (symbolen V med rakt streck) och anteckna resultaten. Förklara ev. avvikelser. Uppgift 4: Ställ om signalgeneratorn så att pulstågets offset blir 1 V, dvs pulserna ska börja vid 0 V och gå upp till 2 V (se figur 2). 2 1.5 1 0.5 0-0.5-1 -1.5-2 0 0.005 0.01 0.015 0.02 0.025 Figur 2. Pulståget förskjutet 1 V uppåt. 4

I de här läget är det bara en av multimetrarna som klarar av att visa rätt effektivvärde. Ställ in Fluke voltmetern på effektivvärde och ABB Metrawatt på sant effektivvärde (symbolen V med rakt streck och vågform). Anteckna resultaten och förklara skillnaderna. 1.2 Funktionskontroll av TTL-grinden 7400 För att bygga digital elektronik utnyttjas flera olika s.k. grindelement. Ett exempel är NAND-grinden (eller icke och på svenska). Flera grindelement av samma typ, byggs samman till en kapsel med vanligtvis 14 eller 16 anslutningsben (s.k. pinnar). Med 14 anslutningsben kan man få plats med 4 stycken NAND-grindar. Två anslutningsben (nämligen ben 7 och 14) går åt till energiförsörjningen av kapseln. Ben 7 kallas GND (ground) och ansluts till 0 V. Ben 14 kallas Vcc och ansluts till +5 V. Se figur 3. Till vänster i figuren ses sanningstabellen för grinden. Sanningstabellen visar vilka kombinationer av insignaler som ger sann respektive falsk utsignal. Till höger i figuren ses vilka anslutningsben som är anslutna till respektive grind. Vcc Figur 3. NAND-grindar i en 14-pinnars kapsel. GND 5

Uppgift 5: Tryck fast en kapsel med NAND-grindar på kopplingsplattan på ett sätt så att pinnarna på ena långsidan av kapseln inte får elektrisk kontakt med pinnarna på den andra långsidan. Ställ in spänningskällan på utspänningen 5V och anslut den till banankontakterna på kopplingsplattan. Anslut spänningskällan till kapseln, dvs pinnarna 7 och 14. Därefter är kapseln klar att använda. Bekräfta sanningstabellen för en valfri grind på kapseln genom att helt enkelt prova alla kombinationer av insignaler som kan förekomma. För NAND-grinden finns det 4 olika varianter av insignalkombinationer, som du kan se i vänstra delen av figur 3. Kombinationerna är 0 och 0, 0 och 1, 1 och 0, 1 och 1. Det här betyder att du ansluter +5V till en ingång som ska ha logisk etta och 0 V till en ingång som ska ha logisk nolla. Mät därefter upp spänningsnivån för samhörande utgång. 1.3 Inkoppling av lysdiod på utgången Det är vanligt att man ansluter en lysdiod till en utgång på en grind. Det gör man för att enkelt kunna se vilket tillstånd utgången har. Det finns två möjligheter att ansluta en lysdiod till en utgång. Det mest naturliga är att lysdioden ska lysa när utgången har tillståndet sant och vara släckt när tillståndet är falskt. Men motsatsen kan också förekomma. Uppgift 6: Anslut en lysdiod i serie med ett litet motstånd (100 ) till en grindutgång enligt schemat nedan. 0 eller 1 Koppla ihop båda ingångarna 100 Lysdiod Valfri grind från en av fyra grindar i IC-kapseln 6

Verifiera funktionen för utgångslysdioden genom att prova med båda ingångarna låga och båda ingångarna höga. Uppgift 7: Försök nu att ansluta lysdioden på ett alternativt sätt så att lysdioden är släckt för logisk etta på ingångarna och lyser för logisk nolla på ingångarna. Rita kopplingsschema och verifiera funktionen. 1.4 Mätningar av omslagsnivåer Nivåerna för logisk etta och logisk nolla är inte exakt +5 V resp. 0 V. I själva verket är det ett spänningsintervall som gäller. Du ska i det här momentet ta reda på när en grind slår om från nolla till etta och tvärtom. Uppgift 8: Koppla in en spänningsdelare i form av ett vridmotstånd till båda ingångarna på en valfri grind. Variera spänningen ut från spänningsdelaren först från 0 till 5 V, därefter från 5 V till 0 V. Notera när utgången på grinden slår om. Se schemat här nedan. 5 V NAND-grind Vridmotstånd In A In B Mätpunkt 0 V 7

1.5 Mätningar av grindfördröjningar Alla digitala komponenter tar en viss tid på sig för att reagera. När ingångarna får ett visst värde (nolla/etta), tar det en liten tid innan utgången får rätt värde. Den här tiden är ganska kort men i komplicerade elektroniska apparater med många grindar som är kopplade efter varandra, kan fördröjningen bli betydelsefull. Du ska ta reda på hur stor grindfördröjningen är för en s.k. TTL-grind som är den äldsta (och också långsammaste) typen av logiska grindar. Uppgift 9: Ställ in signalgeneratorn så att den skapar en pulssignal som går från 0 V till 5 V. Frekvensen är inte kritisk men du kan välja t.ex. 100 Hz. Anslut signalgeneratorns utgång till båda ingångarna på en valfri grind. Försök nu att på lämpligt sätt, med hjälp av oscilloskopets båda kanaler (ingångar) studera hur lång tid det tar för NAND-grinden att slå om. Redovisa hur du kopplat och gjort mätningen. 8

1.6 Förberedelseuppgifter till andra laborationen Förberedelseuppgift 1: Beräkna effektivvärdet för pulståget enligt figur 1. Använd formeln i formelsamlingen (lab.1). Förberedelseuppgift 2: Beräkna effektivvärdet för pulståget enligt figur 2. Använd formeln i formelsamlingen (lab.1). 9