Appunti + schema a blocchi Misure elettriche ed elettroniche

AC DC

Multimetro RMS -> sinusoide senza offset

-> misura il picco

-> ricava il valore eff dividendo il picco per il fattore di cresta di un’onda sinusoidale pura

Multimetro true-RMS -> utilizza convertitore AC/DC che forniscono in uscita un segnale proporzionale al vero valore

eff del segnale indipendentemente dalla forma del segnale

Portata -> valore assoluto massimo della grandezza in ingresso al multimetro

Effetto di carico -> si verifica quando la R interna non è molto grande

↓ ↑

Considero un circuito formato da 2

Misura della corrente Per non avere una misurazione falsata la R interna deve essere molto grande

resistenze e un generatore.

viene effettuata in serie

— Attacco in parallelo il multimetro

-> collego

alla R2 Ru

R2/ RV >>

>

Vz V -

— Multimetro ha una resistenza di = Rz/RV

R +

1

ingresso Rv sulla quale calcolo la

tensione

denmmg

Misura di resistenza

Misura della corrente

Circuito RV

si sfrutta la legge di Ohm ->

Apro il circuito e attacco il multimetro in serie

-> nella resistenza incognita Rx viene fatta circolare una corrente nota I e viene misurata la caduta di potenziale Vm1

Il multimetro ha una resistenza interna Shunt che metto in serie

- -> I viene calcolata valutando la caduta di potenziale Vm2 che si genera quando la corrente I circola nella resistenza

Il multimetro calcola la rensione ai capi dei Rs

nota R

-> R viene misurata dalla misurazione di 2 tensioni e nell’elaborazione dei risultati

Beneme

Quando vengono misurate resistenze molto piccole la misurazione avviene in varie fasi:

- valutato Vm1 causata da I ai capi di Rx;

- misurata la stessa caduta V’m1 in assenza di corrente fornita dallo strumento;

- V’m1 viene sottratto a Vm1; V

Effetto di carico per eliminarlo Rs deve essere molto piccola -> I

- valutato Rx=Vm/I. -

-

= +

Re

Problema 1: tensioni di disturbo

Problema 2: resistenze di contatto tra la resistenza incognita da misurare e il multimetro

1

RSCL =

>

- e

E I Deve essere

I scollegato dal circuito

↓

Contatto tra metalli diversi posti a temperatura diversa assumono valori non

trascurabili

Si creano resistenze di contatto tra la Rx

&

↳ grande

Ru molto

GENERATORE DI FUNZIONI

Dispositivo che fornisce in uscita delle tensioni alternate variabili nel tempo.

-> può variare: tipo forma d’onda, ampiezza, offset, frequenza, fase e duty circle

↓

rapporto tra il tempo in cui il segnale sta alto e il tempo in cui il segnale sta basso

— Fornisce in uscita -> forme d’onda arbitrarie programmate dall’utilizzatore

— Può essere collegato tramite interfacce di comunicazione a un PC per la programmazione da remoto

Caratteristiche:

— range di frequenza

— risoluzione in frequenza -> minima variazione della frequenza che il dispositivo riesce a generare

— distorsione armonica -> quanto il segnale è distorto rispetto all’onda ideale

— tempo di salita/discesa -> massima velocità con cui riesce a generare il fronte di salita/discesa

— ampiezza d’uscita

— accuratezza

Circuito equivalente -> in serie un generatore d’onda arbitrario con una resistenza di uscita Rs

— resistenza di uscita = 50 ohm

— generatore di funzioni progettato per lavorare con carichi adattati da 50 ohm

OSCILLOSCOPIO DIGITALE

Strumento che visualizza graficamente l’andamento di un segnale elettrico nel tempo

— utilizzato per mostrare l’andamento di una tensione alternata al variare del tempo

Differenza multimetro

— multimetro: fornisce una misura puntuale di tensione e corrente in DC e AC

— oscilloscopio: mostra in forma grafica l’andamento del segnale in un intervallo di tempo definito

Rappresentazione grafico

— X asse orizzontale -> tempo

— Y asse verticale -> ampiezza del segnale misurato => tensione

Vantaggi

— più accurato

— più stabile

— piccolo e compatto

— possibilità di memorizzare e scaricare i dati del segnale acquisito

— eseguire un elevato numeri di misure sui segnale

— eseguire operazioni matematiche sui segnali

— autodiagnosi

— autocalibrazione

— semplice da tarare

Comandi

— controllo verticale: agisce sull’asse y

— controllo orizzontale: agisce sull’asse x

— comandi trigger: circuito per catturare la forma d’onda che si vuole visualizzare

— sonda di tensione: pinza (polo -) e polo + (sonda)

Funzionamento

— segnale in ingresso passa attraverso un circuito di condizionamento -> così può essere campionato e convertito in

forma digitale -> prima di essere salvato in memoria

— tramite un bus digitale -> microprocessore accede alla memoria -> preleva il segnale -> lo ricostruisce => lo visualizza

sul display

Bus digitale

-> unisce i blocchi tra di loro

-> trasmette informazioni

Banda analogica

Banda passante analogica BA3 -> parametro più importante per caratterizzare lo strumento

— descrive la gamma di frequenze che l’oscilloscopio è in grado di trattare senza perdita o distorsione del segnale

— determinato dalla banda passante degli stadi di ingresso nello strumento L

def: descrive a quale frequenza l’ampiezza dei segnali sarà attenuata di un valore pari a 1/rad2 del valore originario

↓

B

3

-

Canali di input

Ogni oscilloscopiopresenta 1+ canali di ingresso

— CH1

— CH2

Ogni canale è caratterizzato da un colore diverso sul pannello frontale e sul display dello strumento

Resistenza in ingresso

Per misurare correttamente segnali di tensione con un oscilloscopio -> resistenza di ingresso elevata rispetto

all’impedenza di uscita del punto di misura !

=> permette di evitare effetti di carico Resistenza di ingresso = 50 ohm

-m

d =

F

-

Oscilloscopi moderni con larghezza di banda elevata -> impostare la resistenza d’ingresso in 2 modi diversi

Se Mi

s

M E

Ti

· A

— alta impedenza: ingresso in parallelo R-C, R = 1 ohm, C = … microm 1

50 + 50

=

— bassa impedenza: ingresso adattato con una R = 50 ohm

↓

mmmmmmm

Non tutti gli oscilloscopi permettono di impostare una bassa impedenza utilizziamo una terminazione passate da 50 ohm

E

-> introduce una R da 50 ohm in parallelo alla R di ingresso da 1 ohm —>

Display

Griglia graduata -> forma un reticolo su quale viene visualizzato il segnale misurato

Intervallo = divisione

Display suddiviso in:

— 8 divisioni verticali

— 10 divisioni orizzontali

Ogni quadretto ha 5 suddivisioni ulteriori -> utili per determinare la misura

↓

Controllo orizzontali e verticali -> permettono di modificare il valore di ogni divisione cambiando quindi anche il fondo

scala della misurazione sensibilità

Vario: —

↳ posizione

—

Controllo verticale: mostra la tensione in funzione del tempo

— sensibilità verticale -> volt/divisione

-> predefinita

— posizione verticale -> spostare la posizione di traccia andando a modificare il riferimento degli 0V

— accoppiamento ->

v

DC

-> il segnale misurato attraverso il canale CH1 entra direttamente nell’oscilloscopio

-> non subisce nessuna modifica prima del circuito di condizionamento e del convertitore A/D

>

-

V AC

-> il condensatore C1 viene utilizzato per eliminare la componente continua

Circuito in ingresso quando viene selezionato l’accoppiamento:

— filtro passa-alto di tipo R-C del 1° ordine

— frequenza di taglio pari a ft:

per frequenze superiori a ft

-> condensatore C1 si comporta come un corto-circuito

-> circuito i ingresso diventa lo stesso le caso con accoppiamento DC

ground (

GND -> modalità ground all’ingresso

-> segnale 0V perchè ground connesso all’ chassis del dispositivo

-> usato per regolare la posizione dello 0 sul display

Controllo orizzontale

— sensibilità -> permette di regolare i secondi per divisione s/div

— posizione -> permette di spostare la posizione della traccia andando a modificare il riferimento degli 0s

OSCILLOSCOPI MULTICANALI

Hanno 2 o 4 canali

— ogni canale può essere gestito indipendentemente dagli altri in termini del controllo verticale

— la base dei tempi è unica e uguale per tutti i canali dello strumento

Circuito di trigger

Definisce le condizioni che devono essere soddisfatte prima che l’oscilloscopio inizi un’acquisizione

— utilizzato per stabilizzare un segnale ripetitivo o periodico

— utilizzato per catturare e visualizzare eventi singoli non periodici

Tipologia di trigger (TYPE) -> permette di selezionare il tipo di evento capace di attivare il trigger

1 /discesa

— EDGE -> il trigger si attiva quando si presenta un fronte di salita

di durata impostata

— PULSE -> il trigger si attiva quando c’è un impulso

— TIMEOUT -> il trigger si attiva quando il segnale rimane sopra una certa soglia per un certo tempo

LOGIC

— - > attiva il trigger in base a un determinato pattern digitale

Sorgente di trigger (SOURCE) -> permette di selezionare il segnale da utilizzare per il triggering della forma d’onda

-> si seleziona uno dei canali dell’oscilloscopio (CH1, CH2, …)

— EXTERNAL -> il circuito di trigger utilizza una forma d’onda esterna per sincronizzare le scansioni tramite un connettore

E

— LINE -> lo strumento utilizza il segnale di alimentazione dello strumento come sorgente di trigger

— CANALI -> seleziono uno dei canali

1 EDGE trigger

— Il circuito di trigger è in grado di identificare il punto in cui i segnale attraversa un determinato veloce (livello) con una

certa pendenza

— trigger scatta ogni volta che la tensione della sorgente di trigger attraversa il livello

EDGE

Parametri del trigger

— livello di trigger (LEVEL): seleziona soglia su cui attivare il trigger =

-

— pendenza del trigger (SLOPE): seleziona la pendenza del segnale che abilita il trigger ↳ A

— accoppiamento del trigger (COUPLING): seleziona la tipologia del segnale in ingresso al trigger C

— modalità di trigger

- NORMAL -> acquisisce una forma d’onda normale solo se si verifica un evento di trigger

-> se non ci sono le condizioni non acquisisce nessuna funzione e visualizza quella precedente

ripetu