RTF - Polo territoriale di Cremona

POLITECNICO DI MILANO
DIPARTIMENTO DI ELETTRONICA
E INFORMAZIONE
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Centro per lo Sviluppo del Polo di Cremona
Corso di Laurea in INGEGNERIA INFORMATICA
Anno Accademico 2009 – 2010
Insegnamento di Elettrotecnica (082742)
Laboratorio di ELETTROTECNICA
prof. Paolo Maffezzoni --- ing. Giovanni Vannozzi
Esercitazione sperimentale # 2
Argomento: rilievo sperimentale delle forme d’onda caratteristiche della tensione e della corrente
di un condensatore di una rete RC, sollecitata all’ingresso da un segnale sinusoidale.
Tracciamento dei diagrammi relativi alla risposta in frequenza sia come filtro Passa
Basso sia come filtro Passa Alto. Realizzazione grafica del diagramma dei fasori
delle grandezze elettriche caratteristiche della rete. Simulazione software PSPICE sia
della risposta in frequenza e sia della risposta temporale.
Banco di Misura N°: T__
Studenti componenti il gruppo
Aula: Laboratorio 6
________________________________ Matricola ____________
Gruppo: (cognomi e nomi): ________________________________ Matricola ____________
________________________________ Matricola ____________
Data:
14 – Maggio – 2010
Firma:
__________________ __________________ _______________
Obiettivi:
a) verifica sperimentale della risposta in frequenza e tracciamento dei diagrammi del modulo e
della fase della Funzione di Rete H(j);
b) Rilievo sperimentale delle forme d’onda caratteristiche della tensione e della corrente di un
condensatore inserito in una rete RC tipo Passa Basso, ovvero in una rete CR tipo Passa Alto,
sollecitata in ingresso da un segnale sinusoidale; verifica della frequenza di taglio fTS;ed fTI .
c) Deduzione sperimentale dell’enunciato del teorema della Risposta in Frequenza o “Risposta
Armonica” per una rete lineare, attesi i risultati afferenti al filtro Passa Basso e Passa Alto.
Descrizione del metodo di misura:
Strumenti: Scheda di Acquisizione dati BNC 2120 – settore Generatore di forme d’onda.
Oscilloscopio virtuale doppia traccia. Personal Computer (software Lab VIEW)
Componenti: Resistenza R da 10 KW
Condensatore C da 0,1 F - 50 V.
Schema del banco di misura:
Scheda
Acquisizione Dati
Generatore
di Segnali
ic
Canale A
R
Ch 2
Scheda
BNC 2120
Blocco
Generatore
Forme d’Onda
Sinusoide
Canale B
vR
vS(t)
TTL
Ch 3
C
vc(t)
RETE RC
Figura - 1
Personal
Computer
(Lab VIEW)
Frequenza Ampiezza Ampiezza Anticipo Fase H(j) |H(j)|
Note
fS [Hz]
Vin [V] * Vout [V] *
[gradi]
t [s]
|Vout|/|Vin|
100
2
* = ampiezza o valore
125
2
di picco
150
2
f.ti. = 160
2
H(j) = t·360°·fS
180
2
fti = 1/(2·CR)
200
2
 = C·R = 1 ms
250
2
400
2
500
2
800
2
1000
2
1250
2
1500
2
Tabella per la raccolta dati filtro Passa Alto
Frequenza Ampiezza Ampiezza Ritardo Fase H(j) |H(j)|
Note
fS [Hz]
Vin [V] * Vout [V] *
[gradi]
|Vout|/|Vin|
t [s]
100
2
* = ampiezza o valore
125
2
di picco
140
2
150
2
H(j) = t·360°·fS
f.ts. = 160
2
fti = 1/(2·CR)
180
2
 = C·R = 1 ms
200
2
250
2
400
2
500
2
800
2
1000
2
1250
2
1500
2
Tabella per la raccolta dati filtro Passa Basso
Modulo di H(j)
Obiettivo a1): Rappresentazione grafica del modulo e della fase della funzione di rete H(j ) della
risposta in frequenza all’onda sinusoidale di ampiezza Vp = 2 V. Filtro Passa Basso.
0
Fase di H(j)
Pulsazione  [rad/sec]
Pulsazione  [rad/sec]
Tensione in uscita [V]
Tensione in ingresso [V]
Obiettivo b1): Rappresentazione grafica dell’andamento temporale, a regime, della tensione del
condensatore della rete RC, relativa al segnale d’ingresso rappresentato dall’onda sinusoidale di
ampiezza Vp = 2 V e frequenza f = 160 Hz. Verifica della frequenza di taglio fTS.
0
Tempo [ms]
Modulo di H(j)
Obiettivo a2): Rappresentazione grafica del modulo e della fase della funzione di rete H(j ) della
risposta in frequenza all’onda sinusoidale di ampiezza Vp = 2 V. Filtro Passa Alto.
0
Fase di H(j)
Pulsazione  [rad/sec]
Pulsazione  [rad/sec]
Tensione in uscita [V]
Tensione in ingresso [V]
Obiettivo b2): Rappresentazione grafica dell’andamento temporale, a regime, della tensione della
resistenza della rete CR, in relazione al segnale di ingresso rappresentato dall’onda sinusoidale
di ampiezza Vp = 2 V e frequenza f = 160 Hz. Verifica della frequenza di taglio fTI.
0
Tempo [ms]
Obiettivo c): Deduzione sperimentale dell’enunciato del teorema della Risposta in Frequenza o
“Risposta Armonica” per una rete lineare asintoticamente stabile, attesi i risultati afferenti al
filtro Passa Basso e al filtro Passa Alto.
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SIMULAZIONE PSPICE RISPOSTA IN FREQUENZA FILTRO PASSA BASSO
SCHEMA CIRCUITALE PER LA
SIMULAZIONE MEDIANTE PSPICE
Listato del programma di simulazione
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Spiegazione del significato operativo funzionale delle singole istruzioni:
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SIMULAZIONE PSPICE DELLA RISPOSTA TEMPORALE DEL FILTRO PASSA BASSO
Listato del programma di simulazione
Spiegazione del significato delle istruzioni
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SIMULAZIONE PSPICE RISPOSTA IN FREQUENZA FILTRO PASSA ALTO
SCHEMA CIRCUITALE PER LA
SIMULAZIONE MEDIANTE PSPICE
Listato del programma di simulazione
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SIMULAZIONE PSPICE DELLA RISPOSTA TEMPORALE DEL FILTRO PASSA ALTO
Listato del programma di simulazione
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Spiegazione del significato operativo funzionale delle singole istruzioni:
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DOMANDE
1. Si dia la definizione di frequenza di taglio superiore fts, per un filtro passa basso, relativamente
all’andamento del modulo e della fase della funzione di rete H(j), specificandone tanto la sua
determinazione analitica quanto gli aspetti caratteristici in considerazione dei valori assunti dalla
impedenza della rete RC.
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Asse Immaginario
2. Si riporti, motivandola in forma esaustiva, la rappresentazione grafica dei fasori della tensione
di uscita vc(t) della corrente iC(t) della tensione vR(t) nonché della tensione sinusoidale d’ingresso
vS(t) di ampiezza Vp = 2 V e frequenza fS = 160 Hz per la rete RC tipo passa Basso.
Asse Reale
Motivazioni:
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RELAZIONE TEORICO – PRATICA
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