Experiment 4.1: Übertragungsfunktion eines Bandpasses

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Maximilian Abel
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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

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

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

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

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.

Umschalter dazu verwenden, dass der Eingang des Mess- Bandpasses wahlweise an Ein- und Ausgang des Experimentier-Bandpasses geschaltet werden kann.

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

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