Pomiary w trybie wobulatora

Tryb pracy wobulatora był tak naprawdę pierwszym krokiem w budowie urządzenia, zanim jeszcze powstał pomysł dodania do niego kolejnych modułów i możliwości. Zasada pracy jest powszechnie znana: na wejście urządzenia badanego (ang. DUT – device under test) podawany jest sygnał z generatora o zmiennej częstotliwości, a sygnał z wyjścia jest podawany na sondę pomiarową. Zmieniając częstotliwość w określonym zakresie i badając poziom sygnału na wyjściu badanego czwórnika możemy określić jego charakterystykę częstotliwościową. Umożliwia to między innymi badanie charakterystyk obwodów rezonansowych, poniżej pokazany jest wynik analizy przykładowego obwodu rezonansowego:

W celu ułatwienia analizy zostały dodane do programu odpowiednie funkcje analityczne. Podstawowy panel pokazuje minima i maksima w badanym zakresie częstotliwości.

Panel analizy filtrów pozwala na bardziej szczegółową analizę układów pod kątem ich zdolności do blokowania lub przepuszczania częstotliwości z pewnych zakresów. W chwili obecnej zaimplementowana jest analiza filtrów pasmowo-przepustowych i pasmowo-zaporowych. Poniżej zaprezentowano analizę poprzedniego obwodu rezonansowego LC ale w trybie badania filtra pasmowo-zaporowego:

Analizator automatycznie znajduje i zaznacza najmniejsze lokalne minimum, oblicza 3dB pasmo zaporowe oraz dobroć takiego układu wg wzoru zaczerpniętego z książki Leonarda Niemcewicza „radiotechnika: wzory, definicje, obliczenia”. Pozycja ta pomimo upływu czasu jest w dalszym ciągu cennym źródłem wiedzy.

Eksperymentalna w chwili obecnej funkcjonalność pozwala również, po ręcznym wprowadzeniu pojemności, na podanie rezystancji (ESR) użytej w obwodzie cewki.

Analizować można również rezonatory kwarcowe, poniżej pokazano charakterystykę przykładowego rezonatora kwarcowego o częstotliwości 20MHz:

Można zaobserwować jak częstotliwość środkowa została odnaleziona przez moduł analizy filtrów.

Z lewej strony wykresu znajdują się przyciski do auto-kalibracji wykresu, tj. dopasowania do minimalnych i maksymalnych wartości w zadanym zakresie częstotliwości. Dostępne są również przyciski do swobodnego przesuwania wykresu w dół i w górę oraz zwiększania oraz zmniejszania skali.

Bardzo ważną i przydatną funkcją jest możliwość normalizowania odczytanych danych. Daje to możliwość wyeliminowania wpływu wykorzystanego generatora DDS oraz kabli połączeniowych na odczytaną charakterystykę badanego czwórnika. Poniżej pomiar obwodu rezonansowego bez normalizacji

Standardowa procedura normalizacji może wyglądać następująco:

wyjście generatora podłączone jest kablami bezpośrednio z wejściem odpowiedniej sondy. Zamiast urządzenia badanego montuje się prostą przelotkę (tzw. beczkę) i wykonuje się pomiar. Poniżej wynik takiego pomiaru, można zaobserwować silnie nierówną charakterystykę mocy generatora DDS, wpływ kabli w tym kontekście jest raczej pomijalny:

po wciśnięciu przycisku normalizacji dane z wykresu są zapamiętywane i od tego momentu brane jako wartość odniesienia dla kolejnych pomiarów. Tym samym każdy następny pomiar w tym trybie nie jest już obarczony wpływem nierówności charakterystyki DDS-a czy przewodów połączeniowych.

zamiast tzw. beczki włączamy badany czwórnik i wykonujemy kolejny pomiar. Poniżej pomiar tego samego obwodu rezonansowego w trybie znormalizowanym. Widoczny jest brak zafalowania charakterystyki spowodowanego wpływem samego generatora DDS: