Laborversuche: Osziloskop, logische Verknüpfungen

Inhalt:

Osziloskop


1.Effektivwerterfasssung

2.Frequenzmessung

3.Phasenmessung

3.1.mittels Zeitmessung

3.2.Elipsenmethode: x - y - Betrieb

2. Verfahren: Oszyloskop im x - y - Betrieb

Kennlinienaufnahme von Halbleiterelementen

Meßobjekte: Diode, Z - Diode

Z - Diode

Z - Diode als Spannungsstabilisator

Begrenzerschaltung

RC - Tiefbaßfilter

Tabelle

RC - TP - Filter

1 Frequenzgang

1.1 Darstellung der Ortskurve

1.2 Darstellung im Bode - Diagramm

2. Sprungantwort


logische Verknüpfungen


Beleuchtungsanlage

BCD - 7 Segment Decoder

JK - Flipflop

Asynchron Binärzähler

Verschieberegister

Johnson - Zähler

Modulo - n - Zähler mit beliebigen Code












Osziloskop
Elektrische Zeigerinstrumente bilden in der Regel einen zeitlichen Mittelwert der Meßgröße, und bringen diesen zur Anzeige, Der Momentanwert ist nicht darstellbar. Messungen des Momentanwertes sind nur mit dem Osziloskop möglich. Die Meßgröße wird in Abhängigkeit von der Zeit auf dem Bildschirm dargestellt.

1.Effektivwerterfasssung
2.Frequenzmessung











3.Phasenmessung













3.1.mittels Zeitmessung














3.2.Elipsenmethode: x - y - Betrieb











Kennlinienaufnahme von Halbleiterelementen
Meßobjekte: Diode, Z - Diode
Diode:













Z - Diode: (früher Zener - Diode)













1. Verfahren U/I Messung

Diode

Z - Diode
U/V
I/A

U/V
I/A
0,488
49,5Ü

- 4,2
0
0,51
100Ü

- 5,24
- 0,1
0,54
200Ü

- 5,00
- 0,02
0,555
300Ü

- 5,39
- 0,2
0,565
0,4m

- 5,4
- 0,4
0,599
0,8m

- 5,44
- 1,2
0,631
1,6m



0,667
3,2m



0,709
3,2m



0,73
6,4m



0,79
9m



0,79
20m



0,83
30m



1
100m






2. Verfahren: Osziloskop im x - y - Betrieb

Wenn Osziloskop und Generator eine galvanische Erdverbindung aufweisen, muss eines der Geräte über einen Schutztrenntrafo versorgt werden (sonst Meßobjekt MO kurzgeschlossen)
















z - Diode
Während die normale Diode bei Überschreiten der Durchbruchspannung zerstört wird, arbeitet die Z - Diode im Durchbruchgebiet reversibel (umkehrbar), solange durch Strombegrenzung ihre zulässige Verlustleistung nicht überschritten wird.
Man setzt diese Diode zum Erzeugen konstanter Gleichspannungen, der Spannungsstabilisierung, ein.

z - Diode als Spannungsstabilisator

Wichtigste Kenngrößen: UZ= 1,5V......4,7V / 5,6V / 6,2V......150V
besten Stabilisierung möglich

Ptot = 0,36....1 / 2......10W
rZ = 0,5Ð......1Ð......50Ð dynamischer widerstand möglichst klein










Stabilisierungsschaltung
















Begrenzerschaltung














RC - Tiefpaßfilter
In der Regeltechnik auch als PT1 - Glied (Verzögerungsglied 1 - Ordnung) bekannt.

Frequenzaufnahme von Übertragungsmitteln

f/Hz
U1ss/v
U2ss/v
tphi/ms
F
F/dB
phi/°
100
20,00
20
90,00
1,00
0,00
3240,00
200
19,70
20
98,00
0,99
- 0,13
7056,00
500
19,00
20
100,00
0,95
- 0,45
18000,00
1000
16,85
20
92,00
0,84
- 1,49
33120,00
2000
12,15
20
72,00
0,61
- 4,33
51840,00
5000
5,81
20
0,04
0,29
- 10,74
72,00
10000
3,05
20
0,03
0,15
- 16,33
108,00
20000
1,54
20
0,01
0,08
- 22,27
86,40
50000
0,62
20
0,00
0,03
- 30,17
86,40
100000
0,30
20
0,00
0,02
- 36,48
79,20
1592
13,80
20
0,08
0,69
- 3,22
45,85


1 Frequenzgang
1.1 Darstellung der Ortskurve





















1.2 Darstellung im Bode - Diagramm





























2. Sprungantwort
























logische Verknüpfungen

Beleuchtungsanlage
Beleuchtungsanlage B soll mit Schalter S auf Hand oder Automatik geschaltet werden.
Im Automatikbetrieb wird sie durch denn Dämmerungsschalter D gesteuert. Im Handbetrieb kann mittels Schalter X Aus/Eingeschalten werden.
1) Variablen Festlegen

S:
1
= Automatik A

0
= Handbetrieb H
B:
1
= Ein

0
= Aus
X:
1
= Ein

0
= Aus
D:
1
= Ein

0
= Aus



S
D
X
B

B
S D
S D
S D
S D
0
0
0
0
0

X
0
0
1
0
1
0
0
1
1

X
1
1
1
0
2
0
1
0
0






3
0
1
1
1

B= (S X) v (S D)
4
1
0
0
0


5
1
0
1
0


6
1
1
0
1


7
1
1
1
1



BCD - 7 Segment Decoder
Für Anzeigen wird häufig die 7 - Segment LED - Anzeige verwendet. Als Anzeigenelement dienen hier 7 Licht aussendende balkenförmige Dioden, durch deren unterschiedliche Ansteuerung, beispielsweise über den BCD/7 Segment - Decodierer, die einzelnen Ziffern ausgegeben werden.



A
B
C
D
b

B
A B
A B
A B
A B
0
0
0
0
0
1

C D
1
0
X
1
1
0
0
0
1
1

C D
1
0
X
1
2
0
0
1
0
1

C D
0
1
X
X
3
0
0
1
1
0

C D
1
1
X
X
4
0
1
0
0
0






5
0
1
0
1
0






6
0
1
1
0
1

b=(B C)v(B C)v(C D)
7
0
1
1
1
1


8
1
0
0
0
1


9
1
0
0
1
1


10
1
0
1
0
X






11
1
0
1
1
X






12
1
1
0
0
X






13
1
1
0
1
X






14
1
1
1
0
X






15
1
1
1
1
X












JK - Flipflop
Das JK - FF hat, ebenso wie das getaktete RS - Flipflop, zwei taktgesteuerte Vorbereitungseingänge. Sein Eingang J entspricht dem Setzeingang S, sein Eingang K dem Rücksetzeingang R. Für die erlaubten Betriebszustände des RS. Flipflops arbeitet das JK - Flipflop wie ein getaktetes RS - Flipflop. Doch nutzt das JK - Flipflop den für das RS - Flipflop nicht erlaubten Betriebszustand, dass beide Vorbereitungseingänge auf 1 liegen, zusätzlich aus. Ist nämlich J=K=1, dann kippt das JK_ Flipflop - seine Ausgänge Q und Q nicht wechseln ihren logischen Zustand - bei jeder Freigabe durch den Takt einmal. In diesem Betriebszustand wird das JK. Flipflop auch Toggle (=Kippschalter) genannt. JK - Flipflops können nur als Zweispeicherflipflops arbeiten.

J
K
Qn
0
0
Qn - 1
0
1
0
1
0
1
1
1
Qn - 1

Asynchron Binärzähler





















Verschieberegister




















Johnson - Zähler
















Modulo - n - Zähler mit beliebigen Code

Übergangstabelle für FK - FF
A
B
C
JA
KA
JB
KB
JC
KC

Übergang
J
K
1
0
1
X
0
0
X
X
1

0à0
0
X
1
0
0
X
1
0
X
1
X

0à1
1
X
0
0
1
1
X
1
X
X
0

1à0
X
1
1
1
1
X
1
X
0
X
0

1à0
X
0
0
1
1
1
X
X
1
X
0




1
0
1













KA
B
B

KC
A
A
C
1
X

B
0
1
C
0
1

B
0
0

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