KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI KAR HÍRADÁSTECHNIKA INTÉZET

Átírás

1 KANDÓ KÁLMÁN VILLAMOSMÉRNÖKI KAR HÍRADÁSTECHNIKA INTÉZET Infokommunikációs Hálózatok laboratóriumi mérési útmutató HW3 mérés Splitter átviteli karakterisztikájának fölvétele különböző mérési módszerekkel

2 1. A mérés általános ismertetése Feladat egy ADSL splitter átviteli karakterisztikájának mérése különböző módszerekkel: 1.1. A mérés általános fölépítése [1.1.-1] A splitter a bemenetről érkező jelet 4 khz alatt tovább engedi drasztikus jelcsillapítás nélkül a PSTN készülék felé. A fő mérési feladat a be és kimeneti karakterisztika fölvétele frekvencia függvényében. 2. Mérés megvalósítása A mérésünkben használatos módszerek igen gyakran előfordulnak, azonban bizonyos esetekben igen lassú mérést eredményeznek pl 3 típusú mérés, lehetőség szerint ezeket a méréseket erre tervezett hálózatanalizátorral mérjük, ezek a mérési módszer azonban megmutatják a mérések elvi fölépítésést Mérési módszerek Csúcsegyenirányítóval való frekvencia-amplitúdó karakterisztika felvétele A mérendő áramkörök felépítése [ ]: 2 Villamosmérnöki Kar

3 [ ] Ennek a mérési elvnek a lényege, hogy a bemenetre egy sweep generátor által adott jel hatására a kimeneten gyakorlatilag a szűrő frekvencia-amplitúdó karakterisztikája olvasható le. Jelen mérésnél a telefon kimenet 600 Ohm-os lezárásától eltekintünk. A mérés megvalósítása: [ ] A mért eredményt az Oszcilloszkóp kijelzőjéről szkript segítségével le kell mentenünk a számítógépre, majd matplotlib programmal ki kell tudnunk íratni egy általunk definiált x-y típusú diagrammra. A diagramm y osztását voltban adjuk meg, az x osztását Hz-ben. Trigger jelként az oszcilloszkóp CH2 -re kötött szinkron jel felfutó élét válasszuk. Frekvencia tengely meghatározása: Start frekvencia (képernyő bal széle): Abban az esetben, ha a felfutó szinkronjelre triggerelünk a képernyő bal széle a sweepelő generátor start frekvenciája (fstart) lesz. Stop frekvencia (képernyő jobb széle): Lehetőség szerint a képernyőn legfeljebb csak 1 teljes periódust lássunk. A jelforma ismétlődésének kezdete jelzi, hogy a következő peridódusba léptünk ez a pont reprezentálja a stop frekvenciát. Δf = span data point [ ] A data point az a pont, ahol a jelforma elkezd ismétlődni, ezt a pontot előzetesen meg kell határozni, és a programban is eddig a pontig szükséges feldolgozni a hullámformát. A Δf megadja a diagram x tengelyéhez nélkülözhetetlen frekvencia léptéket. Az aktuális indexhez tartozó frekvencia értéke a következő: 3 Villamosmérnöki Kar

4 f = f + (Δf i) [ ] Ügyeljünk arra, hogy az x-y diagramm kirajzoltatásakor az y illetve az x tengelyhez tartozó adatsorok elemszáma megegyezzen Referencia négyszögjellel való frekvencia-amplitúdó karakterisztika felvétele A mérést egy bizonyos frekvenciát adó négyszögalakú vizsgálójellel mérjük a következő összeállítás szerint: A vizsgáló négyszögjel spektrális összetevői: [ ] [ ] Ennél a típusú mérésnél elegendő a megfelelő eredmény érdekében a 10 felharmonikusig fölvenni a diagrammot. Az oszcilloszkópba a splitteren keresztül menő jelfolyam érkezik, ez a jelfolyam a splitter karakterisztikájának megfelelően módosult. Az oszcilloszkópon kijelzett jelalakot FFT függvény ehhez az FFT függvény előállításához használja a [numpy] modul [fft.fft] funkcióját. Az előzők segítségével frekvencia tartományú függvénnyé alakítjuk. Ahhoz, hogy szinthelyes értéket kapjunk először is a végeredményt kompenzálni kell a négyszög felharmonikusainak lecsengéséből adódó hibával ezt *n-el való szorzással tudjuk kompenzálni. Mivel folytonos jelről beszélünk, ezért a jelfolyam valamennyi pontját a k-kompenzációs faktorral be kell szoroznunk. A kompenzációs faktor kiszámítása: k = n data points i [ ] Az i az adott adatpont indexét jelöli. A szűrő átviteli karakterisztikáját burkoló függvény segítségével kaphatjuk meg Átviteli karakterisztika mérése diszrét pontonként Ez a mérés nagyon hasonló az előzőkhez, ellenben itt vezérléssel állítunk be a referencia jelet és a multiméterből kiolvasott eredményeket tesszük ki a diagramra, természetesen ezt léptetve 4 Villamosmérnöki Kar

5 végezzük(gyakorlatilag igen lassan sweepelünk a referencia generátorral. A mérés felépítése lényegében kis módosítással a következő: [ ] A generátort a szintkivétel előtt a kívánt frekvenciára kell léptetni Mérendő feladatok a) Mérje meg a kimeneti jelalakot a splitter adsl kimenetén majd a pstn kimenetén a módszerrel, a lementett képet csatolja hozzá a jegyzőkönyvhöz. b) Mérje meg a kimeneti jelalakot a splitter adsl kimenetén majd a pstn módszerrel, a lementett FFT képet csatolja hozzá a jegyzőkönyvhöz c) Mérje meg a kimeneti jelalakot a splitter adsl kimenetén majd a pstn módszerrel, a generátort GPIB interfészen keresztül vezérelje, a DMM-t RS232 interfészen vezérelje. A lementett képet csatolja hozzá a jegyzőkönyvhöz. A feladatokban használatos mérőjelek paramétereiért kérdezze az oktatót. 3. Műszerek vezérlő parancsainak gyűjteménye. Oszcilloszkóp parancsai Parancs definíció Parancs sztring Üzenet típus Mérés leállítása :STOP Write Mérés elindítása :RUN Write Kimenet ASCII formátum :WAVEFORM:FORMAT ASCII Write választás Időalap kiválasztása :TIMEBASE:RANGE x Write Amplitúdó alap kiválasztása :CHANnel1:RANGE y Write Persist opció kiválasztása AST Write Műszer név lekérdezés *IDN? Query Pontszám lekérdezés :WAVEFORM:POINTS? Query Kijelző kivétele :WAVEFORM:DATA? Query Formátum lekérdezése :WAVEFORM:FORMAT? Query Műszer Reset *RST Write DMM parancsai (34401A): Parancs definíció Parancs sztring Üzenet típus Távvezérelt üzemmód SYST:REM Write Műszer reset *RST 5 Villamosmérnöki Kar

6 ACV csúcs mérés kiválasztása (a triggerelés a belső műszer által kiváltott esemény alapján következik be.) MEAS:VOLT:AC? 10,0.003 Query Vezérelhető generátor parancsai: Parancs definíció Parancs sztring Üzenet típus Frekvencia beállítás FREQ x prefix write Amplitúdó beállítás érték VOLT x prefix write szerint Amplitúdó p-p mód VOLT:UNIT VPP Write Kimenet engedélyezés OUTP ON write Műszer reset *RST Write Műszer név lekérdezés *IDN? Query Frekvencia lekérdezés FREQ? Query Feszültség lekérdezés VOLT? Query Egység lekérdezés VOLT:UNIT? Query 6 Villamosmérnöki Kar