Studere en fasefølsom forsterker

Like dokumenter
Studere en fasefølsom forsterker

Studere en fasefølsom forsterker

Studere en fasefølsom forsterker

R2 2010/11 - Kapittel 3: 26. oktober 24. november 2011

EKSAMEN FAG TFY4160 BØLGEFYSIKK OG FAG FY1002/MNFFY101 GENERELL FYSIKK II Lørdag 6. desember 2003 kl Bokmål

1 Lavpassfilter Lavpassfilteret påtrykkes en inngangsspenning på 1 V ved t = 0. Spenningen over spolen er vist i figuren under.

Løsningsforslag til ukeoppgave 11

Eksamensoppgave i TALM1004 Matematikk 2

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi. Torsdag Kalkulator: Type C Alt skriftlig materiale

Løsningsforslag til hjemmeøving nr.6 Fag SO122E Kraftelektronikk

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

LØSNING. Eksamensoppgave i TALM1004 Matematikk 2. Institutt for allmennfag. Faglig kontakt under eksamen: Kåre Bjørvik Tlf.

Newtons lover i én dimensjon (2)

H Laplacetransformasjon, transientanalyse og Z- transformasjon

Magnetisk hysterese. 1. Beregn magnetfeltet fra en strømførende spole med kjent vindingstall.

Høst 95 Ordinær eksamen

Løsningsforslag til Eksamen i TELE2003 Signalbehandling 6. mai 2015

Laboratorieøvelse i MNFFY1303-Elektromagnetisme Institutt for Fysikk, NTNU MAGNETISK HYSTERESE

Eksamensoppgave i TEP4105 FLUIDMEKANIKK

Oppgave 1 a)1 b)3 c)2 d)3 e)3 f)2 g)3 h)2 i)1 j)2 k)1 l)2

n_angle_min.htm

FYS3220 Filteroppave Oppgave og løsningsforslag v. H.Balk

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

Studere en Phase Locked Loop IC - NE565

FASIT FRAMSKUTT EKSAMEN VÅREN Oppg. 1

Eksamensoppgave i TALM1004 Matematikk 2

Pytagoreiske tripler og Fibonacci-tall

Klikk (ctrl + klikk for nytt vindu) for å starte simuleringen i SimReal.

Studere en Phase Locked Loop IC - LM565

Eksamensoppgave i TFY4190 Instrumentering

LØSNINGSFORSLAG Eksamen i emne SIE4006, Digitalteknikk med kretsteknikk, fredag 16. mai 2003

Løsning midtveiseksamen H12 AST1100

Utvalg med tilbakelegging

Fysikkolympiaden 1. runde 25. oktober 5. november 2004

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2014

Utvalg med tilbakelegging

UNIVERSITETET I OSLO

Signalfiltrering. Finn Haugen TechTeach. 21. september Sammendrag

Mandag E = V. y ŷ + V ẑ (kartesiske koordinater) r sin θ φ ˆφ (kulekoordinater)

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

b) 3 MATEMATISKE METODER I 1 ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) Repetisjonsoppgaver Bruk av regneregler: 1 Regn ut: e) 0 x ) 4 3 d) 4 x f) 5y

Løsningsforslag oppgaver FYS3220 uke43 H2009 HBalk

Eksamensoppgave i TALM1004 Matematikk 2 LØSNING

Studere en Phase Locked Loop IC - LM565

b) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladd partikkel.

KONTINUASJONSEKSAMEN I EMNE TFE 4120 ELEKTROMAGNETISME

«OPERASJONSFORSTERKERE»

Løsningsforslag Fysikk 2 V2016

Løsningsforslag Fysikk 2 Høst 2015

a) C Det elektriske feltet går radielt ut fra en positivt ladet partikkel og radielt innover mot en negativt ladd partikkel.

NORGES TEKNISK-NATURVITENSKAPELIGE UNIVERSITET INSTITUTT FOR FYSIKALSK ELEKTRONIKK

Eksamen TFY 4240: Elektromagnetisk teori

FYS3220 Forelesningsnotat H.Balk

sosiale behov FASE 2: Haug barnehage

Kapittel 2: Krumlinjet bevegelse

Løsningsforslag for eksamen i FY101 Elektromagnetisme torsdag 12. desember 2002

UNIVERSITETET I OSLO

TALM 1004 Matematikk 2-Eksamen mandag 4.mai 2015 LØSNING. 5 klokketimer TALM1004-A. Matematikk 2. Kåre Bjørvik. Kalkulator: Type C

Analyse av passive elektriske filtrer

Hesteveddeløp i 8. klasse

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

EKSAMEN I FY1001 og TFY4145 MEKANISK FYSIKK: LØSNINGSFORSLAG

Løsningsforslag Analyseøving 4

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi Program for elektro- og datateknikk 7004 TRONDHEIM

Løsningsforslag Eksamen i fag TEP4110 Fluidmekanikk

Slik bruker du pakken

Oppgave 8.12 Gitt en potensialhvirvel med styrke K i origo. Bestem sirkulasjonen ' langs kurven C. Sirkulasjonen er definert som: ' /

FAG: MA-209 Matematikk 3 LÆRER: Per Henrik Hogstad KANDIDATEN MÅ SELV KONTROLLERE AT OPPGAVESETTET ER FULLSTENDIG

Løsningsforslag TEP 4110 FLUIDMEKANIKK 18.desember ρ = = = m / s m / s 0.1

Kurs: FYS3220 Lineær kretselektronikk. Oppgave: LABORATORIEØVELSE B

Notat i FYS-MEK/F 1110 våren 2006

EKSAMEN I FAG SIF 4014 FYSIKK 3 Onsdag 2. desember 1998 kl

EKSAMEN i. MA-132 Geometri. Torsdag 3. desember 2009 kl Tillatte hjelpemidler: Alle trykte og skrevne hjelpemidler. Kalkulator.

RAPPORT. Endring E014 Flomvurdering eksisterende E6 STATENS VEGVESEN OPPDRAGSNUMMER [ R01] 29/05/2015 SWECO NORGE AS

HØGSKOLEN I SØR-TRØNDELAG Avdeling for teknologi

ρ = = = m / s m / s Ok! 0.1

Kapittel Uke Mål Arbeidsmåter Tilpasset opplæring Vurderingsform Topic 1 Exploring the World

Løsning øving 12 N L. Fra Faradays induksjonslov får vi da en indusert elektromotorisk spenning:

Newtons lover i én dimensjon

Rettelser til. Øistein Bjørnestad Tom Rune Kongelf Terje Myklebust. Alfa. Oppgaveløsninger

UNIVERSITETET I OSLO

Løsningsforslag til eksempeloppgave 2 i fysikk 2, 2009

KJM Radiokjemidelen

Energi Norge v/ingvar Solberg og Magne Fauli THEMA Consulting Group v/åsmund Jenssen og Jacob Koren Brekke 5. februar 2019

FYSIKK-OLYMPIADEN Andre runde: 4/2 2010

Måling av gravitasjonskonstanten

PD-regulator med faseforbedrende egenskaper. Denne ma dessuten klare

Spørretime TEP Våren Spørretime TEP Våren 2008

1 Virtuelt arbeid for stive legemer

FAG: FYS122 Fysikk LÆRER: Fysikk : Per Henrik Hogstad Tore Vehus

Praktiske målinger med oscilloskop og signalgenerator Vi ser på likerettere og frekvensfilter

Løsningsforslag Fysikk 2 Vår 2014

Øving 8. Dersom ikke annet er oppgitt, antas det at systemet er i elektrostatisk likevekt.

FFI RAPPORT FORDAMPING FRA OVERFLATER OG DRÅPER. BUSMUNDRUD Odd FFI/RAPPORT-2005/03538

Forslag til løsning på eksamen FYS1210 våren Oppgave 1

Midtsemesterprøve onsdag 7. mars 2007 kl

Forelesning nr.11 INF 1411 Elektroniske systemer

c) etingelsen fo at det elektiske feltet E e otasjonsinvaiant om x-aksen e, med E og ee som denet ovenfo, at e E = E. Dette skal gjelde fo en vilkalig

Tillatte hjelpemidler: Lærebok og kalkulator i samsvar med fakultetet sine regler Oppgave 1 En funksjon f er gitt ved f ( x) ( x 2) e x.

Fysikkolympiaden Norsk finale 2010

Transkript:

Ku: FYS3230 Senoe og måleteknikk Guppe: Guppe-dag: Oppgave: LABORATORIEØVELSE NR 3 Omhandle: Studee en faefølom foteke Revidet, 17 ept. 06 B. Skaali Utføt dato: Utføt av: Navn: email: Navn: email: Godkjent:dato: Godkjent av: Kommenta fa veilede: 1

Faefølom Foteke Støy og ande uønkede ignale e alltid med på å begene følomheten ved ulike målinge. Ofte benytte defo avtemte fotekee, men det e i paki teke begenninge i hvo liten båndbedde man kan oppnå i båndfilte. Nå tøyen bli tilnæmet like to om elle ovetige måleignalet, e den "faefølomme detekjon" en meget viktig metode fo å gave fam ignalet fa tøyen. Faelåte fotekee (Lock-In Amplifie, LIA) kan lage på flee måte, men pinippet e det amme om vit i Fig. 3.1: Fig 3.1 Et ignal ende inn på måleobjektet, og eponen defa ende inn på fotekeen ignalkanal. Samtidig ta ignalet inn på fotekeen efeanekanal. Måleignalet bli foteket i ignalfotekeen om kan væe malbåndet fo å eduee iikoen fo at den kal bli ovetyt av uønkede ignale. I efeanekanalen betemme faen mellom de to ignalene om ende inn på detektoen. Videe ende efeaneignalet til en ønket fom, enten en en hamonik bølge, elle - om i denne oppgaven - fikantpule (om betå av gunnfekvenen og alle odde hamonike): v 4 1 = in( nωt) n=1,3,5,... π n Den faefølomme detektoen e den entale enheten. He foeta en faefølom likeetting. Vikemåten e i pinippet en multiplikajon mellom ignalet og fikantpulen (om egne å ha amplitude 1), og eultatet e endt gjennom et lavpa-filte. Vi anta at ignalet ha en en inufom (= e hamonik), med fekven ω og fikantpulen ha en gunnfekven ω. Måleignalet amplitude inn på detektoen kalle S. Videe kalle vi faevinkelen mellom de to ignalene fo ϕ. Signalet ut fa detektoen e da gitt ved: S v = 4 in( ωt) in( nωt + ϕ), elle π n 2

4 S (1) v = [ co( ( ω nω ) t ϕ) co( ( ω + nω ) t + ϕ) ] π n På gunn av lavpafilteet kan vi e bot fa ledd med ummen av fekvenene. Videe kan vi e bot fa alle høyee hamonike nå ω og ω e omtent like toe. Vi kan da kive (1) lik: S π (2) v = 2 [ coϕ co( ω ω ) t + inϕ in( ω ω ) t] Nå ω = ω få S (3) v = ϕ π co Lavpa-filteet genefekven vil ammen med ligning (2) betemme den effektive båndbedde til fotekeen. Utty og oppgave I denne oppgaven kal vi buke en tekklapp og en faefølom likeette til å måle defomajon av en tålbjelke. Stekklappen betå av en tynn mottandtåd. Mottanden vaiee nå den tekke, fodi tvenittaealet bli minde og lengden tøe, men ogå fodi den peifikke eitanen ende ved mekanike defomajone. Mottandendingen i tekklappen e gitt ved lappen folengele og tekklapp-kontanten G: ΔR ΔL = G R L Faktoen G e omking 2 fo metalle. I paki e den elative folengelen Δ L L meget liten. Mottandendingen e defo ogå meget liten, og målingene vil ofte væe vankelige på gunn av f.ek. elektik tøy fa omgivelene. Den bete målemetoden e om egel å montee tekklappen i en bokobling. Fo en bo med en tekklapp og de te ande mottandene lik mottanden R i tekklappen nå den ikke e belatet, e ignalet v i fa boen tilnæmet lik v i = 1 ΔR v 4 R = 1 ΔL Gv 4 L, hvo v e foyningpenningen til boen. Fo å få bet mulig ignal/tøy fohold buke en faefølom likeette. Vi buke et inu-ignal v med en fat fekven om foyningpenning til boen, og dette ignalet buke om efeaneignal. Signalet v i fa tekklappen e ogå inufomet med amme fekven og kan foteke i en AC-koblet foteke fø det likeette i den faefølomme likeetteen. Pinippet fo en bukba kobling e vit i Fig. 3.2. 3

Fig. 3.2 Refeaneignalet v (om ha amme fekven om måleignalet v i ) omfome ved hjelp av kompaatoen A til fikantpule. Die gjø at FET-tanitoen vekle mellom å lede og å væe peet. Ved hjelp av op.amp A1 vil ignalet v i bli invetet nå FET lede, og gå ufoandet igjennom nå FET e peet (v o =2v i -v i ). Signalet v o vil avhenge av faefokjellen mellom måleignalet og efeaneignalet, og væe makimalt nå faefokjellen e null elle 180 gade. (Se Fig. 3.3) Fig. 3.3 Utgangpenningen ette filteet bli v a = T 2 T 2 i 2vi 2v vi in( 2π ft + ϕ) dt = [ coϕ co( π + ϕ) ] = coϕ 2πfT π 0 En vanlig likeette vil likeette ignal og tøy uanett fekven. En faefølom likeette vil likeette bae den delen av tøyen om ha fekvene innen et malt bånd omking ignalfekvenen. Den vike om et båndfilte med entefekven ω og båndbedde betemt av R og C på utgangen av likeetteen. Båndbedden til filteet (fekvenintevallet mellom -3dB punktene) e 2 Δ f = 1 πrc 4

I keten om bli bukt i oppgaven, e det i tillegg et 2. oden lavpafilte hvo båndbedden kan ytteligee eduee, men amtidig vil epontiden øke. Skjema fo ketene og bilde av tetbodet e vit i Figu 3.4, 3.5 og 3.6. Bekivele av opeajonfotekeen LM358 finne på http://www.national.com/pf/lm/lm358.html. Oppgave: 1. Sløyf tekklappbo, fo-foteke og lavpafilte, og ta 1 khz, ca. 3 volt (p-p) inupenning fa ignalgeneatoen diekte inn på ignalinngangen til den faefølomme likeetteen. Det amme ignalet ta ogå via faekifteen til likeetteen efeane-inngang. Signalgeneatopenningen ta deuten inn på kanal 1 på ocillokopet. a) Følg ignalgangen gjennom begge ketene, og kie ignalene. Bekiv vikemåten. b) Mål utgangignalet fa likeette-kotet (DC) om funkjon av faen til efeane-ignalet 2. a) Koble ammen de to inngangene på fo-fotekeen og jute til makimal CMRR (Common Mode Rejection Ratio) og betem CM-fotekningen. Koble fo-fotekeen fo nomal opeajon, og mål fotekningen. Finn CMRR. b) Koble fo-fotekeen ammen med tekklapp-boen og den faefølomme likeetteen lik om vit i fig. 1. Balane boen og kontolle at utgangen fa likeetteen vaiee med kaften på bjelken i både poitiv og negativ etning. Jute efeane-faen fo makimal følomhet. 3. Buk kondenatoen på 0.01 mikofaad i lavpafilteet lik at genefekvenen bli omlag 100 Hz. Kontolle at keten vike om ventet. Mål filteet fotekning fo likepenning. 4. Koble ammen alle delene av keten om vit i fig.1. Balane boen og pøv at alt vike om ventet. Adde et kuntig "tøyignal" fa en ignalgeneato til 2. tinn i fo-fotekeen. Støyignalet amplitude må ikke væe å to at ettefølgende tinn ovetye. a) Undeøk hvodan bedden av det tøyfølomme fekvenomåde vaiee med fokjellige kondenatovedie i filteekjonen. Buk tøyfekvene næ efeaneignalet fekven. Fekvenene kan måle med fekventelle. (Hvi tøygeneatoen buke i weep mode, og et "weep-out"-ignal gi x-avbøyningen på ocillokopet, kan utgangignalet vie om funkjon av tøyignalet fekven.) b) Heng et lodd på bjelken lik at du få et lite, men godt lebat ignal ut. Buk minte båndbedde. Mål hvo tot tøyignalet kan væe fø det gi mekba vikning på DC-ignalet ut nå tøyfekvenen e utenfo det følomme omådet. Mål å tøyignalet i tetpunkt 1 på likeettebettet, og buk den kjente fotekning i fo-fotekeen til å egne om tøypenningen til en ekvivalent penning på inngangen til fo-fotekeen. 5. a) Koble fa tøykilden og anlå tøelen på minte DC-ignal om kan kjelne fa tøyen på utgangen. Regn det om til ignal på inngangen, og betem den tilvaende elative folengele av tekklappen (Stekklapp-kontanten e påføt holdeen). b) Betem foholdet mellom ekvivalent tøypenning fa punkt 4.b) og minimum obevebat ignal. 5

Fig 3.4 Skjema 6

Fig. 3.5 Oppkobling av module på tetbod Fig. 3.6 Faefølom likeette 7