Měření napětí obdélníkového signálu
Dobry vecer. Chtel bych se zeptat- mam modul astabilniho klopneho obvodu s casovacem 555 a chci zmerit napeti vystupu. Napajim modul 12V baterkou. Kdyz zmerim vystup levnym multimetrem Uni-t, ktery stal cca 300,- tak je to v poradku, zmeri mi to necelych 12V (asi jedenact neco), ale problem je, kdyz to merim multimetrem All Sun EM 5510, ten mi nameri necelych 6V. Mam ty multimetry All Sun dva kusy a oba mi to meri stejne, takze nebude vadny kus, problem bude jinde. Koukam do navodu a u stridaveho napeti pisou rozsah frekvence 40 az 400 Hz- tak si rikam, to bude tim- protoze jsem s tim meril cca 2kHz. Tak jsem na modulu snizil vystupni frekvenci asi na 150 Hz a stejne to merilo furt tech necelych 6V, pritom ten Uni-t zmeril spravne napeti i pri tech 2kHz. Jo a jeste dodam, ze vystup je obdelnik. Zkousel jsem jeste s tim All Sunem zmerit stridave traficko 9V AC a to zmerilo spravne. Nevite, kde by mohl byt problem? Treba ten multimetr dokaze zmerit jen sinus, nevim..
Jo a jeste dodam, ze jsem vystup meril i dig. osciloskopem a ten mi nameril peak to peak taky tech jedenact neco..
Vůbec bych se nedivil, kdyby ten jeden voltmetr prostě měřil něco jako přibližně nula--peak napětí (a měl zhruba pravdu) a ty druhé dva voltmetry měřily něco jako průměrnou hodnotu (a taky měly zhruba pravdu).
Pokud ti digitální osciloskop kreslí, že to má zhruba obdélník (a jak na horní, tak dolní straně to má víc měřených bodů v jednom bloku), tak bych věřil především jemu.
Podľa tvojho popisu by radca potreboval vešteckú guľu. Ale:
1. Predpokladám, že strieda výstupu je 1:1 (t.j. počas chodu je výstup nejaký čas na dolnej hodnote napätia a potom rovnaký čas na hornej hodnote napätia a toto sa periodicky opakuje.
2. Dolná hodnota napätia je cca 0V, horná hodnota je cca 12V.
3. Napätie meriaš na rozsahu striedavého prúdu.
Za týchto okolností ti prístroj ukáže hodnotu striedavej zložky výstupnej hodnoty, ktorá je cca 6V. Meranie je ale skreslené priebehom, ktorý nie je sínusový. Na presnejšie vyhodnotenie takéhoto merania by si potreboval vedomosti absolventa strednej školy, ktoré zrejme nemáš. Preto sa spoľahni na osciloskopické meranie.
Presne tak. Dokonce existuji i multimetry, ktere maji funkci osciloskopu a zobrazuji prubeh signalu
Mimochodem v tom případě to zkreslené není a efektivní hodnota obdélníku 1:1 je 1/2 Umax. Sice to bude spíše náhoda, že to zrovna tak pěkně vyšlo, ale vyšlo to.
No to právě není "v pořádku". Multimetry by měly na střídavém rozsahu měřit "efektivní hodnotu", ty lepší ve variantě RMS "střední kvadratickou hodnotu" (viz třeba zde...). Každopádně, pokud ti ten výstup nechodí do záporných hodnot, měl bys podle mě měřit na SS rozsahu, kde by to mělo ukazovat střední hodnotu cca těch 5-6V.
u obdélníku z 555 bych očekával, že ti to naměří nějakou střední hodnotu podle střídy výstupního napětí (poměr trvání 1/0)
střída je daná poměrem odporů r1/r2 - záleží na jejich zapojení.
ten měřák co změřil maximální napětí bych okamžitě přestal používat a věnoval ho bezdomovcům na hraní.
Levné multimetry přesně takto fungujou, měří maximální hodnotu a z ní počítají efektivní, která ale platí jen pro sinus. Neni potřeba ho vyhazovat, ale je potřeba s tím počítat (může ukazovat nesmysly i u zmršeného sinu, pro nesinus nemá potom smysl ho používat). (No ale to by nemělo být 12V ale řekněme 8,5.)
Dražší multimetry pak opravdu počítají efektivní hodnotu a tam je to podle toho zatěžovatele (duty cycle, poměr 1/perioda) 0..1 maximální hodnoty. K použití střídy mám určité výhrady, zrovna na tento účel se moc nehodí, ale to jsou jen matematické hrátky, to se dá lehce přepočítat.
Měli jsme na toto téma několik měření v různých předmětech na průmce i VŠ, kde jsme porovnávali údaje více měřidel (na průmyslvce i mechanických různých měřicích soustav, na VŠ jen několik digitálních) jak měří napětí různých průběhů a různých kmitočtů (levné multimetry bývají počítané na 40-60Hz).
jo, taky mám měřicí průmyslovku. (není to úplně tak, viz dále)
ale už chápu, kde jsem udělal v úvaze chybu: tazatel má na výstupu 555 pouze kladné impulzy (teddy průběh s velkou ss složkou), nemá na výstupu oddělovací trafo ani vazební kondenzátor, ani mu nikdo nikdy netvrdil, že vyrábí střídavý průběh. nikdy by mě proto nenapadlo, že bude měřit výstupní napětí střídavým voltmetrem. došlo mi to, až když znovu čtu jeho úvahy o kmitočtu.
když se mu podaří dosáhnout střídu 1:1, má na výstupu napětí doraz-doraz, čili ten voltmetr by měl na ss rozsahu ukázat cca 6v při 12v napájení. pro něj je to rozumná kontrola, že má nastavenou střídu těch 50%. když střídu změní, úměrně se mu změní střední hodnota = měřená ss složka, čili hodnota která logicky souvisí s jeho signálem.
ale na střídavém rozsahu mu to bude ukazovat cosi, co nebude přímo úměrné jeho střídě. st průběh bude často tvořený širší a nižší kladnou hodnotou a užší a vyšší zápornou - co chce na tom voltmetrem za 300,- měřit?
a současně druhá podmínka o které píšeš: jakou metodu ten levný multimetr používá pro aproximaci efektivní hodnoty (která je mu pro jeho představu ještě víc k ničemu), třeba odvozenina ze střední hodnoty * 1.1. bývá to reálnější než odvozovat bulharské součinitele z průběhu, co je deformovaný nebo naopak obohacený rušivými špačkami.
výsledkem je, že nesmyslnou hodnotu ještě zkreslí. čili měří něco, co vůbec nedává smysl.
tj. v případě, že si třeba vhodným poměrem R1/R2 nastaví střídu právě na 50%, pak právě ty nejlevnější multimetry se sledováním střední hodnoty ukážou nejlépe vyhovujících cca 6v: na st rozsahu má měřák oddělit ss složku a voltmetru pak zůstane rozkmit +-6v kolem imaginární ss složky.
ovšem kdyby logicky přepnul na ss rozsah, bude to měření správně fungovat v celém rozsahu duty cycle.
No jenze ja nevim, jestli ten vystupni signal nejde i do zapornych hodnot. Jak to na osciloskopu poznam? Mam ho prepnuty na AC. Jsou to moje prvni mereni osciloskopem.. A osciloskop je stary digitalni bateriovy Velleman HPS 10
Jako ze ten signal leze pod tu prostredni cast? :D
Tak jsem to ted meril a kdyz dam na osciloskopu AC, tak to leze i pod tu prostredni cast a kdyz dam DC, tak ten obdelnikovy prubeh je jen nad prostredni casti..Tak jak poznam, jestli signal je stridavy nebo ne?
Výstup z tvého generátoru se mění mezi 0V a 12V (napájecím napětím), je tedy střídavý. Má však stejnosměrnou složku polovinu napájecího napětí, proto je posunutý nahoru. Když vezmeš kondenzátor (asi tak 1-10M) a připojíš ho mezi generátor a vstup osciloskopu tak ss složku odstraníš. Stejnou věc udělá osciloskop při přepnutí na AC.
Podívej se tady nebo tady. Tvůj Veleman samozřejmě nemá přímý odečet napětí nebo kmitočtu, ale principy jsou stejné.
No - dle striktní definice "střídavosti" je tvůj signál jen "pulzující" a ne střídavý. Střídavý signál totiž nemění jen hodnotu ale i směr (znaménko) což právě na osciloskopu poznáš, když ho přepneš na DC. Pokud je průběh jen nad "prostřední částí" neboli nad nulou, nemění znaménko... Samozřejmě za předpokladu, že nemáš na osciloskopu v režimu DC posunutou nulu mimo střed, což je jedna z jeho funkcí...
Tak jsem to meril a opravdu je ten signal po prepnuti na DC nad nulou. A chtel jsem se jeste zeptat- meril jsem osciloskopem vystup generatoru funkci Velleman HPG1 a obdelnikovy i trojuhelnikovy signal po prepnuti na DC jsou i pod nulou. Znamena to, ze jdou i do zapornych hodnot nebo zas neco delam spatne?
v pořádku.
u generátoru takových průběhů se přímo předpokládá střídavý průběh, jsou typicky pro nf použití, ne pro číslicovou techniku, ta používá 2-stavový obdélník.
on i ten generátor průběhů bude původně digitální, ale právě pro st výstup se úmyslně použije oddělovací kondenzátor, který jsi ty u ss průběhu zařadil chybně.
Jo, diky. A jeste jsem potreboval neco vedet a nebudu kvuli tomu zakladat nove tema. Kdyz mam osciloskop 10MHz, muzu k nemu pouzit sondu, ktera ma uvedeno treba 100MHz? Jako ze sondu na vyssi frekvenci, nez je osciloskop?
Ano, to je frekvence, kterou ta sonda zvládne (100MHz).
Ale osciloskop zvládne jen 10MHz, takže budeš rozumně měřit jen do 10MHz.
A kdybys tam vrazil sondu 1MHz, tak osciloskop sice zvládá 10MHz, ale ta sonda to nezvládne, takže rozumné výsledky by byly do toho 1MHz (a co bude nad to bude zkreslené, ztracené nebo úplná haluz)
Jo, diky, tak jsem si to myslel, ze je to takhle..
výstup z 555 fak nejde do záporných hodnot, vždyť máš napájení 0...+12v
"záporně" se ti může jevit, jen když si na osciloskopu přepneš na střídavé měření a on ti předřazením vazebního kondenzátoru odfiltruje ss složku - stejnou chybu teď děláš, vždyť ti ss zobrazení na osciloskopu jasně ukazuje co je tam doopravdy.
st měření má praktický význam jen pro sledování malého st signálu (rušení) na mnohem větší ss hodnotě (typicky napájení).
stejně tak měření st voltmetrem ukazuje rozkmit od nějaké fiktivní ss úrovně, hodnota je navíc degenerovaná nesymetrií signálu a způsobem převodu na střední či efektivní hodnotu, tam dostaneš totální nesmysl.
tvému měření vůbec nerozumím, jaký má smysl: víš že na výstupu dostaneš kladný obdélník cca +0.5v až +11.5v a zajímá tě jen šířka impulsů 1,0 - toto volíš poměrem odporů R1,R2.
maximálně ještě tak deformace průběhu při vysokých kmitočtech, nebo nedostatečná výška log "1" při vysoké zátěži třeba z c555. ale v normálních podmínkách nemá amplituda napětí smysl, ta je daná napájecím napětím.
Nečetl jsem všechny odpovědi, ale měl bys vědět CO a ČÍM měříš. Levné multimetry jsou pro AC kalibrovány pro střídavý proud a 50Hz, takže obdélníkový průběh = měříš hausnumera. Cokoli jiného než 50 popř. 60 Hz = měříš hausnumera. Informace máš v datašitu k měřidlu, včetně uvedení přesnosti měření.