Plot Bode adalah grafik yang menggambarkan bagaimana rangkaian merespons frekuensi yang berbeda. Ini memberi tahu kita, misalnya, bahwa amplifier memiliki respons bass (frekuensi rendah) yang buruk. Insinyur menggunakan plot ini untuk lebih memahami desain mereka sendiri, untuk memilih komponen untuk desain baru, atau untuk menentukan apakah sirkuit dapat menjadi tidak stabil ketika frekuensi yang salah diterapkan.
Langkah
Bagian 1 dari 8: Definisi Diperpanjang
Seperti disebutkan sebelumnya, plot Bode adalah grafik yang menggambarkan bagaimana rangkaian merespons frekuensi yang berbeda. Plot Bode secara khusus menunjukkan penguatan sirkuit sehubungan dengan frekuensi. Ini sebenarnya terdiri dari dua grafik: respons magnitudo, dan respons fase. Untuk menggambarkan hal ini, contoh plot Bode ditunjukkan di bawah ini:
Gain tegangan dalam desibel didefinisikan sebagai:
G_dB=20*〖log〗_10 (Vout/Vin).
Gain positif berarti amplifikasi, dan gain negatif menunjukkan atenuasi. Jadi jika rangkaian memiliki Vout 1 volt dan Vin 2 volt (jatuh tegangan), gainnya adalah:
G_dB=20〖*log〗_10 (1/√2)=-3 dB.
Tanda -3 dB ini penting, karena menunjukkan di mana daya keluaran rangkaian (bukan tegangan!) Tepatnya setengah dari daya masukannya.
Plot fase menggambarkan bagaimana frekuensi yang berbeda membutuhkan waktu yang relatif lebih pendek atau lebih lama untuk melakukan perjalanan melalui sirkuit. Setiap frekuensi dengan pembacaan fase -180º atau –π radian akan tidak stabil pada frekuensi tersebut.
Untuk membuat plot Bode dari rangkaian yang ada, uji rangkaian dengan rentang frekuensi. Rentang ini tergantung pada aplikasi yang ada, seperti transmisi audio atau data. Rangsang input rangkaian dengan gelombang sinus sederhana pada frekuensi yang diinginkan. Ukur input dan output dengan osiloskop, dan bandingkan perbedaan antara keduanya. Catat perbedaan ini dalam spreadsheet, lalu buat grafiknya untuk melihat plot Bode akhir. Data dapat ditabulasi dan diplot dengan tangan, jika diinginkan.
[Ed. catatan: Beberapa angka hilang dari tutorial ini. Jika Anda tahu apa yang harus ditambahkan, gunakan alat penambah gambar untuk mengunggah Angka yang relevan.]
Bagian 2 dari 8: Menghubungkan peralatan
Langkah 1. Periksa apakah generator fungsi dan osiloskop terhubung ke stopkontak AC terdekat
Langkah 2. Hubungkan probe pertama ke konektor “50 OUTPUT” di sudut kanan bawah depan generator fungsi
- A. Hubungkan ujung positif merah ke terminal input sirkuit Anda.
- B. Hubungkan kabel negatif hitam ke terminal ground sirkuit Anda.
Langkah 3. Hubungkan probe kedua ke konektor “CH 1” di bagian depan osiloskop
- A. Hubungkan ujung positif merah ke terminal input sirkuit Anda.
- B. Hubungkan kabel negatif hitam ke terminal ground sirkuit Anda.
Langkah 4. Hubungkan probe ketiga ke konektor “CH 2” di bagian depan osiloskop
- A. Hubungkan kabel positif merah ke terminal output sirkuit Anda.
- B. Hubungkan kabel negatif hitam ke terminal arde sirkuit Anda, (kecuali diinstruksikan lain oleh lab TA).
Langkah 5. Pastikan kabel tidak menggantung di tepi ruang kerja
Langkah 6. Periksa kembali koneksinya
Mereka harus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1.
Gambar 1 – Koneksi peralatan Anda
Bagian 3 dari 8: Nyalakan peralatan
Langkah 1. Tekan tombol daya (berlabel “O/I”) di sisi atas osiloskop
Langkah 2. Tekan tombol “POWER” di sudut kanan atas depan generator fungsi
Langkah 3. Setelah peralatan melakukan self-test, seharusnya terlihat seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2 (ditunjukkan pada langkah ini)
Bagian 4 dari 8: Mengatur frekuensi dan amplitudo generator fungsi
Langkah 1. Tekan tombol di bawah “FREQ
” pada generator fungsi. Lampu di atas tombol menyala. Layar Anda akan terlihat mirip dengan Gambar yang ditunjukkan pada langkah ini.
Langkah 2. Sesuaikan frekuensi ke frekuensi terendah yang ingin Anda uji, frekuensi awal Anda
Ini dapat dilakukan dengan tombol besar pada generator fungsi, atau dengan empat tombol lunak di bawah layar. Tombol bertanda "- val +" mengubah angka di bawah kursor, dan tombol "" memindahkan kursor.
Langkah 3. Tekan tombol di bawah “AMPL
” pada generator fungsi. Lampu di atas tombol menyala. Layar Anda akan terlihat seperti Gambar 5 sekarang.
Langkah 4. Sesuaikan amplitudo ke tegangan yang ditentukan dalam prosedur lab untuk rangkaian yang diuji, menggunakan tombol putar atau tombol lunak yang sama
Perhatikan bahwa ini adalah Vpp, tegangan puncak ke puncak. Tegangan maksimum (positif) dan minimum (negatif) gelombang akan menjadi setengah dari tegangan puncak-ke-puncak.
Langkah 5. Tekan tombol “OUTPUT” pada function generator
Lampu di sebelah kiri tombol menyala.
Bagian 5 dari 8: Mengatur jendela osiloskop
Langkah 1. Tekan tombol “DEFAULT SETUP” di sudut kanan atas osiloskop
Tampilannya akan terlihat seperti Gambar 6. Gelombang mungkin muncul pada tampilan, atau mungkin hanya menampilkan noise. Langkah selanjutnya akan membuatnya menjadi fokus.
Langkah 2. Tekan tombol “AUTOSET” di sudut kanan atas osiloskop
Tampilannya akan terlihat mirip dengan Gambar 7, dan gelombang akan muncul dalam fokus.
Langkah 3. Tekan tombol lunak kedua dari atas
Ini memberitahu osiloskop untuk menampilkan satu periode gelombang. Tampilan Anda akan terlihat seperti pada Gambar 7.
Tombol lunak osiloskop terletak di sebelah kanan layar
Langkah 4. Tekan tombol “MEASURE” di bagian tengah atas osiloskop
Layar pengukuran default akan ditampilkan, seperti pada Gambar 8.
Langkah 5. Tekan tombol lunak atas pada osiloskop untuk memilih pengukuran pertama
Tekan tombol lunak atas berlabel "Sumber" hingga "CH1" terdaftar. Tekan tombol lunak kedua dari atas berlabel "Jenis" sampai "Frekuensi" ditampilkan. Tampilan Anda akan terlihat seperti pada Gambar 9. Tekan tombol lunak bawah untuk kembali.
Langkah 6. Tekan tombol lunak kedua dari atas untuk memilih pengukuran kedua
Tekan tombol lunak atas berlabel "Sumber" hingga "CH1" terdaftar. Tekan tombol lunak kedua dari atas berlabel "Jenis" hingga "Pk-Pk" ditampilkan. Tampilan Anda akan terlihat seperti pada Gambar 10. Tekan tombol lunak bawah untuk kembali.
Langkah 7. Tekan tombol lunak ketiga dari atas untuk memilih pengukuran ketiga
Tekan tombol lunak atas berlabel "Sumber" hingga "CH2" terdaftar. Tekan tombol lunak kedua dari atas berlabel "Jenis" sampai "Frekuensi" ditampilkan. Tampilan Anda akan terlihat seperti pada Gambar 11. Tekan tombol lunak terakhir (kelima dari atas) untuk kembali.
Langkah 8. Tekan tombol lunak keempat dari atas untuk memilih pengukuran keempat
Tekan tombol lunak atas berlabel "Sumber" hingga "CH2" terdaftar. Tekan tombol lunak kedua dari atas berlabel "Jenis" hingga "Pk-Pk" ditampilkan. Tampilan Anda akan terlihat seperti pada Gambar 12. Tekan tombol lunak bawah untuk kembali.
Langkah 9. Putar kenop “HORIZONTAL SEC/DIV” sedikit berlawanan arah jarum jam hingga berbunyi klik sekali
Tampilan Anda sekarang harus menunjukkan lebih dari satu periode, seperti tampilan pada Gambar 13. Pengukuran frekuensi CH1 dan CH2 harus berubah dari “?” pada bacaan yang sebenarnya.
Langkah 10. Tekan tombol “KURSOR” di bagian tengah atas osiloskop
Layar default akan terlihat seperti pada Gambar 14.
Langkah 11. Tekan tombol lunak atas di sebelah "Ketik" sampai "Waktu" terdaftar
Bagian tengah kolom kanan layar menunjukkan kepada kita bacaan yang kita minati: t dan V. Di bawah itu, pembacaan untuk Kursor 1 dan Kursor 2 ditampilkan.
Bagian 6 dari 8: Membuat lembar kerja untuk merekam data Anda
Langkah 1. Di komputer lab Anda, buka Excel dan mulai spreadsheet baru
Beri label pada kolom “Frekuensi,” “Vin,” “dV,” “Vout,” “Delay,” “Fase” dan “Gain.”
Langkah 2. Di bawah “Frekuensi”, masukkan setiap frekuensi yang Anda rencanakan untuk diuji (lihat prosedur lab Anda)
Langkah 3. Di bawah "Vout" di sel D2, masukkan rumus ini:
=B2+C2
Langkah 4. Tekan kembali
“=B2+C2” berubah menjadi nol karena kita belum memasukkan apa pun ke dalam B2 atau C2.
Langkah 5. Tekan Ctrl+D, lalu kembali
Rumus akan disalin dari D2 ke D3, dengan Excel mengubah rumusnya menjadi “= B3+C3” secara otomatis. Tekan terus Ctrl+D lalu kembali sampai Anda mengisi kolom untuk setiap frekuensi Anda.
Langkah 6. Di bawah "Fase" di sel F2, masukkan rumus ini:
=2*pi()*A2*E2
Langkah 7. Tekan kembali
Tekan Ctrl+D, lalu kembali seperti sebelumnya untuk mengisi kolom.
Langkah 8. Di bawah "Gain" di sel G2, masukkan rumus ini:
=20*log10(D2/B2)
Langkah 9. Tekan kembali
Tekan Ctrl+D, lalu kembali seperti sebelumnya untuk mengisi kolom. Abaikan kesalahan untuk saat ini.
Langkah 10. Simpan lembar kerja ini untuk digunakan sebagai template
Anda dapat menggunakannya saat berikutnya Anda perlu membuat plot Bode, membiarkan Anda melewati Bagian 6.
Bagian 7 dari 8: Mendapatkan data untuk plot Bode
Langkah 1. Osiloskop Anda harus tetap berada di tampilan kursor dari akhir Bagian 5
Jika tidak, tekan tombol “KURSOR” di bagian tengah atas osiloskop.
Langkah 2. Putar kenop “HORIZONTAL SEC/DIV” untuk memperbesar gelombang, sehingga satu periode ditampilkan
Langkah 3. Tekan tombol lunak keempat dari atas untuk memilih Kursor 1
Langkah 4. Putar kenop “multi-fungsi” yang terletak di bagian tengah atas osiloskop untuk menggerakkan kursor
Kenop tidak berlabel dan terletak tepat di atas tombol "CETAK".
Langkah 5. Posisikan kursor sehingga sejajar dengan bagian paling atas dari gelombang CH1 (atas, oranye)
Langkah 6. Tekan tombol lunak terakhir (kelima dari atas) untuk memilih Kursor 2
Langkah 7. Putar kenop “multi-fungsi” yang terletak di bagian tengah atas osiloskop untuk menggerakkan kursor
Posisikan kursor sehingga sejajar dengan bagian paling atas dari gelombang CH2 (bawah, berwarna biru).
Langkah 8. Pada spreadsheet Anda, catat data Anda:
- A. Vin – pembacaan tegangan di bawah Kursor 1 (820 mV pada contoh di atas; catat ini sebagai 0,820 di spreadsheet Anda)
- B. dV – pembacaan di sebelah V (20,0 mV pada contoh di atas; catat ini sebagai 0,020 dalam spreadsheet Anda)
- C. Delay – pembacaan di sebelah t (160.0 s pada contoh di atas; catat ini sebagai 0,000160 di spreadsheet Anda).
Bagian 8 dari 8: Membuat plot Bode
Langkah 1. Untuk plot Keuntungan:
Masukkan satu langkah di sini lalu klik 1. Pilih kolom Frequency and Gain.
Langkah 2. Klik "Sisipkan" dan cari opsi "Bagan Menyebar"
Langkah 3. Klik kanan sumbu vertikal dan pilih “Format Axis…”
Langkah 4. Klik “Skala logaritmik”
Langkah 5. Klik kanan sumbu horizontal dan pilih “Format Axis…”
Langkah 6. Klik “Skala logaritmik”
Langkah 7. Untuk plot Fase:
Pilih kolom Frekuensi dan Perolehan.
Langkah 8. Masukkan satu langkah di sini dan kemudian klik "Sisipkan" dan cari opsi "Bagan Menyebar"
Langkah 9. Klik kanan sumbu horizontal dan pilih “Format Axis…”
Langkah 10. Klik “Skala logaritmik”
Tips
-
Jika tampilan masih terlihat berisik atau tidak menentu, periksa hal berikut:
- a. Periksa apakah output generator fungsi menyala (bagian 3, langkah 5).
- b. Periksa apakah ada kabel atau sambungan yang kendor (bagian 1, langkah 1-4).
- c. Kalibrasikan probe Anda (mintalah petunjuk kepada TA tentang hal ini).
- d. Coba kabel lain (bagian 1, langkah 1-4) karena kabel mungkin rusak.
- Perhatikan bahwa pembacaan kursor ini adalah untuk saluran yang terdaftar di bawah "Sumber." Perhatikan juga bahwa mengubah saluran sumber memengaruhi kedua kursor secara bersamaan. Osiloskop tidak memungkinkan kita untuk memberikan kursornya sendiri pada setiap saluran. Jangan secara tidak sengaja merekam Kursor 1 sebagai CH1 dan Kursor 2 sebagai CH2 dalam data lab Anda!
