Experiment 4.1: Übertragungsfunktion eines Bandpasses

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1 Experiment 4.1: Übertragungsfunktion eines Bandpasses Schaltung: Bandpass auf Steckbrett realisieren Signalgenerator an den Eingang des Filters anschließen (50 Ω-Ausgang verwenden!) Eingangs- und Ausgangssignal auf Oszilloskop darstellen Multimeter umschaltbar zwischen Ein- und Ausgang anschließen Schaltung dokumentieren. Messung der Übertragungsfunktion und Darstellung in einem Bode-Diagramm Sinussignal wählen Eingangsspannung des Filters bei 500 Hz auf 1 V eff einstellen Frequenz variieren und die Spannungen am Oszilloskop beobachten (wo liegt die Mittenfrequenz des Bandpasses?) Effektivwerte von Ein- und Ausgangsspannung zwischen 200 Hz und 5 khz mit Multimeter messen. Dabei Messfrequenzen so wählen, dass grafisch interpolierbare Daten aufgenommen werden. Eingestellte Frequenz mit dem Multimeter bestimmen. Beträge der Übertragungsfunktion in ein Bode-Diagramm eintragen und interpolieren. Geben Sie dabei auch eine Skala für das Verstärkungsmaß in db an. Mithilfe des Oszilloskops Frequenzen bestimmen, bei denen die Phasen 45, 0 und -45 auftreten. Phasengang berechnen (Formel angeben!) und unter Verwendung der drei Messpunkte im Bode-Diagramm skizzieren. Auswertung: Bestimmung der Güte des Bandpasses

2 Experiment 4.2: Spektrum von Rechtecksignalen Messung einzelner Spektrallinien: Schaltung beibehalten Signalgenerator von Sinus auf Rechteck umschalten Signalfrequenz auf diemittenfrequenz des Bandpasses einstellen Ausgangsspannung auf 100 mv einstellen Einzustellende Frequenzen des Rechtecksignals so berechnen, dass die n-te Oberwelle mit der Mittenfrequenz des Bandpass zusammen fällt Berechnete Frequenzen der Reihe nach einstellen (zur genauen Einstellung Signalform am Filterausgang betrachten!) und Beträge der Spannungen notieren Spektrallinien in das Bode-Diagramm aus Experiment 4.1 so eintragen, dass die Grundfrequenz bei der Mittenfrequenz liegt und die Frequenzen der Oberwellen entsprechend dieser Grundfrequenz liegen Auswertung: Theoretische Spektrallinien als Kreuzchen in dasselbe Diagramm eintragen. So normieren, dass die Spektrallinie bei der Grundfrequenz identisch mit dem entsprechenden Messwert ist Erklärung der Abweichungen

3 Experiment 4.3: Multifrequenzmessung der Bandpass- Übertragungsfunktion Schaltung: Weiterhin Bandpass auf Steckbrett ausmessen. Zusätzlich Mess-Bandpass mit verstellbarer Mittenfrequenz in Betrieb nehmen (benötigt 12 V Versorgungsspannung). Umschalter dazu verwenden, dass der Eingang des Mess- Bandpasses wahlweise an Ein- und Ausgang des Experimentier-Bandpasses geschaltet werden kann. Mit dem Oszilloskop Eingangssignal des Experimentier- Bandpasses und die gefilterten Signale darstellen. Schaltung dokumentieren. Messung des Betrags der Übertragungsfunktion: Drehknopf ganz nach links drehen (niedrigste Mittenfrequenz) und Frequenz der Rechteckspannung bei ca. 300 Hz so einstellen, dass am Ausgang des Mess- Bandpasses ein nahezu sinusförmiges Signal auftritt. (Achtung: nicht übersteuern, am Signalgenerator Abschwächtaste drücken!) Frequenz und die Effektivewerte der gefilterten Ein- und Ausgangsspannungen des Experimentier-Bandpasses mit dem Multimeter bestimmen. Durch Beobachtung der gefilterten Spannungen bei Änderung der Mittenfrequenz des Mess-Bandpasses der Reihe nach möglich viele Spektrallinien "anfahren" und wie vorher Frequenz und Spannungen messen. Auswertung: Beträge der Übertragungsfunktion des Experimentier- Bandpasses erneut berechnen und ebenfalls in das Bode- Diagramm eintragen.

4 Mess-Bandpass Der obere Teil der Schaltung wird nicht genutzt!

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