‫הטכניון – מכון טכנולוגי לישראל‬ ‫הפקולטה להנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדה בהנדסה ביו‪-‬רפואית ‪110433‬‬ ‫חשמל‪ :‬ניסויים ‪E2+E3‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫מבוא למעגלים חשמליים‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫מעגלים אנלוגיים‬ ‫מעגלים ספרתיים‬ ‫חשמל‪ :‬ניסויים ‪ E2+E1‬הכרת מכשור מדידה‬ ‫עדכון אחרון‪213//32/12 :‬‬ ‫עמוד ‪ 1‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫סעיפי החוברת‬ ‫נושא‬ ‫הסברים כלליים ונוהלי בטיחות במעבדה‬ ‫רקע‪ :‬הכרת מכשור –‬ ‫ספק כוח‬ ‫רב מודד ספרתי (רמ"ס)‬ ‫מחולל אותות‬ ‫משקף )‪(scope‬‬ ‫מטריצת חיבורים )‪(bread board‬‬ ‫רקע‪ :‬הכרת רכיבים –‬ ‫זיהוי נגדים‪ ,‬קבלים וסלילים ע"פ צבעם וסימונם‬ ‫מבנה חיווטים‪ :‬סוגי בידודים‪ ,‬סיכוכים‪ ,‬כבלים קואקסיאליים‬ ‫יישום טרנזיסטור במקור זרם‬ ‫רקע‪ :‬הגדרת מושגי מדידה‬ ‫שאלות הכנה‬ ‫פירוט רכיבי הניסוי‬ ‫מהלך הניסוי – חלק ‪( 0‬שבוע ‪)0‬‬ ‫מהלך הניסוי – חלק ‪( 1‬שבוע ‪)1‬‬ ‫נספח ‪ :0‬דפי עבודה למהלך הניסוי‬ ‫נספח ‪ :1‬דפי עזר לשרטוט מעגלים‬ ‫נספח ‪ :3‬דפי הנחיה וערכי רכיבים‬ ‫עמוד ‪ 2‬מתוך ‪45‬‬ ‫עמ'‬ ‫‪3‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪7‬‬ ‫‪01‬‬ ‫‪01‬‬ ‫‪01‬‬ ‫‪07‬‬ ‫‪08‬‬ ‫‪08‬‬ ‫‪01‬‬ ‫‪10‬‬ ‫‪13‬‬ ‫‪17‬‬ ‫‪31‬‬ ‫‪37‬‬ ‫‪43‬‬ ‫‪51‬‬ ‫‪53‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫בטיחות‬ ‫כללי‬ ‫תמצית הנחיות בטיחות מובאת לידיעת הסטודנטים כאמצעי למניעת תאונות בעת‬ ‫ביצוע ניסויים ופעילות במעבדה‪ .‬מטרתן להפנות תשומת לב לסיכונים הכרוכים‬ ‫בפעילויות המעבדה‪ ,‬כדי למנוע סבל לאדם ונזק לציוד‪ .‬אנא קראו הנחיות אלו בעיון‬ ‫ופעלו בהתאם להן‪.‬‬ ‫מסגרת הבטיחות במעבדה‬ ‫‪ ‬אין לקיים ניסויים במעבדה ללא קבלת ציון עובר בקורס בטיחות חשמל‪.‬‬ ‫‪ ‬לפני התחלת הניסויים יש להתייצב בפני מדריך הקבוצה לקבלת הנחיות‬ ‫בטיחות ותדריך ראשוני‪.‬‬ ‫‪ ‬אין לקיים ניסויים במעבדה ללא השגחת מדריך‪.‬‬ ‫‪ ‬מדריך הניסוי אחראי להסדרי המעבדה ; הטה אוזן קשבת להוראותיו ונהג על‬ ‫פיהן‪.‬‬ ‫עשו ואל תעשו‬ ‫‪ ‬יש לידע את המדריך על מצב מסוכן וליקויים במעבדה ובסביבתה‪.‬‬ ‫‪ ‬לא תעשה פעולה העלולה לסכן את הנוכחים במעבדה‪.‬‬ ‫‪ ‬לכל אמצעי והתקן במעבדה יעוד מוגדר ‪ .‬אלתורים הם הגורם הראשי‬ ‫לתאונות‪.‬‬ ‫‪ ‬אין לעשן במעבדה ואין להכניס דברי מאכל או משקה‪.‬‬ ‫‪ ‬בסיום הפעולות יש להשאיר את השולחן נקי ומסודר‪.‬‬ ‫בטיחות חשמל‬ ‫‪ ‬המעבדה מצוידת במגני זרם פחת אך זכור שהם אינם מקנים בטחון מלא נגד‬ ‫התחשמלות‪.‬‬ ‫‪ ‬לביטחונך הקפד להשתמש אך ורק בשקעים שלמים ותקינים‪.‬‬ ‫‪ ‬הקפד להשתמש אך ורק בכבלי חשמל שבדודם אינו פגום והתקע מחוזק‬ ‫כראוי‪.‬‬ ‫‪ ‬אסור לתקן או לפרק ציוד חשמלי כולל החלפת נתיכים המותקנים בתוך‬ ‫הציוד ; יש לדווח לאחראי הטכני במעבדה‪.‬‬ ‫‪ ‬אין לפתוח את ארון החשמל המרכזי‪ ,‬אלא בעת חירום וזאת לצורך ניתוק‬ ‫המפסק הראשי‪.‬‬ ‫ניתוק זרם החשמל‬ ‫‪ ‬במעבדה יש מפסק חירום – זהה את מקומו‪.‬‬ ‫‪ ‬בעת חירום יש לנתק מיד את זרם החשמל‪.‬‬ ‫‪ ‬בעת אירוע מקומי ניתן להפעיל את המתג בעמדת העבודה‪.‬‬ ‫עמוד ‪ /‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫בטיחות אש‬ ‫‪ ‬במעבדה ממוקמים מטפי כיבוי אש ותיק עזרה ראשונה – זהה מקומם‪.‬‬ ‫‪ ‬השימוש בהם בשעת חירום – ניתן להיעזר בסגל המעבדה‪.‬‬ ‫יציאות חירום‬ ‫‪ ‬במעבדה יש פתח חירום ‪ .‬הכר אותו‪.‬‬ ‫‪ ‬בארוע חירום הדורש פינוי ‪ ,‬כגון שריפה ‪ ,‬יש להתפנות מיד מהמעבדה דרך‬ ‫פתח החירום הנגיש ביותר‪.‬‬ ‫דיווח בעת אירוע חירום‬ ‫‪ ‬יש לדווח מיידית למדריך ולסגל המעבדה על כל מקרה כולל "כמעט תאונה"‪.‬‬ ‫‪ ‬המדריך ידווח מיידית לקצין הביטחון בטלפון‪ 2822828 :‬במידה ואינו יכול‬ ‫לעשות כך‪ ,‬ידווח אחד הסטודנטים לקצין הביטחון‪.‬‬ ‫‪ ‬לפי הוראת קצין הביטחון ‪ ,‬או כאשר אין יכולת לדווח לקצין הביטחון ‪ ,‬יש‬ ‫לדווח ‪ ,‬לפי הצורך ‪ -‬משטרה‪ ,100 :‬מגן דוד אדום‪ ,101 :‬מכבי אש‪.102 :‬‬ ‫בנוסף ‪ ,‬יחידת סגן המנמ"פ לענייני בטיחות‪.2146/ 7 ,3033 :‬‬ ‫עמוד ‪ 5‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫הכרת מכשור‬ ‫הכרת מכשור המדידה‬ ‫הכרת מכשור אלקטרוני מעבדתי בסיסי ובצוע מדידות בעזרתו‪.‬‬ ‫הציוד כולל את חמשת המכשירים הבאים‪:‬‬ ‫א ‪ .‬ספק כוח ‪ ,‬תפקידו לספק מתח ישר )‪ (DC‬אשר מפעיל את המערכות‬ ‫האלקטרוניות‪.‬‬ ‫ב ‪ .‬רב – מודד ספרתי – רמ"ס )‪ . (DMM - Digital Multimeter‬מכשיר זה‬ ‫מאפשר למדוד את חמשת הפרמטרים העיקריים והם ‪ :‬מתח ‪ ,‬זרם‪,‬‬ ‫התנגדות ‪ ,‬תדר וזמן מחזור‪.‬‬ ‫ג ‪ .‬מחולל אותות )‪ . (Signal Generator‬בעזרת מכשיר זה ניתן לייצר אותות‬ ‫משתנים בזמן‪ .‬ביכולתנו לשלוט בצורת האות (סינוס ‪ /‬משולש ‪ /‬מרובע)‪ ,‬בתדר האות‪,‬‬ ‫בעוצמת המתח‬ ‫)‪ DC (Offset‬וכן להוסיף מתח ישר‪.‬‬ ‫ד ‪ .‬משקף )‪ (Scope‬דו ‪ -‬ערוצי או יותר‪ ,‬המאפשר הצגת האות ומדידת פרמטרים‬ ‫של‬ ‫האות על גבי המסך‪.‬‬ ‫ה‪ .‬מטריצת חיבורים )‪ – (Bread Board‬בעזרתה ניתן לחבר רכיבים חשמליים במעגל‬ ‫וליצור צמתים מבוקשים‪.‬‬ ‫‪ .1‬ספק כוח )‪(Power-Supply‬‬ ‫תפקידו של ספק הכוח להמיר את המתח המתקבל מהרשת )‪ (220V/ 50Hz‬למתח‬ ‫ישר )‪ (DC‬מיוצב ובעוצמה נמוכה כגון ‪ 5V, 12V,- 12V‬וכדומה‪.‬‬ ‫בציור ‪ 1‬מתואר מעגל סכמתי של ספק כוח‪:‬‬ ‫איור ‪0‬‬ ‫עמוד ‪ 4‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫נקודות למחשבה‪:‬‬ ‫‪ ‬מהי השפעת סידור הדיודות המתואר על זרם החילופין?‬ ‫‪ ‬מהן הדרישות מהמסנן המתואר בסכמה? מה יכולים להיות רכיביו (אנלוגיים)?‬ ‫איזה מבנה‪ ,‬מבין האפשרויות להלן‪ ,‬מתאים ביותר למסנן הרצוי?‬ ‫א‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪R‬‬ ‫איור ‪2‬‬ ‫בניסוי זה תלמדו להשתמש בספק מתוצרת ‪ , MATRIX‬מדגם ‪MPS-3003LK-3‬‬ ‫א ‪ .‬נתוני טכניים‬ ‫ספק כוח מכיל בתוכו ‪ 3‬ספקי כוח נפרדים (ראו איור ‪ )3‬הראשון (ימני) מהם הוא‬ ‫ספק מתח קבוע של ‪ 5V‬ויכולת הספקת זרם עד ‪.3A‬‬ ‫שני האחרים מסוגלים לספק מתח בעוצמה של עד ‪ 30V‬עם יכולת הספקת זרם של‬ ‫עד ‪ .3A‬את שני האחרונים ניתן להפעיל כך שיפיקו עוצמת מתח זהה אך בקוטביות‬ ‫הפוכה‪ ,‬ניתן לחברם בטור ולשלוט במתח כ"א עצמאית או לחברם במקביל כך שאחד‬ ‫)‪ (Slave‬נשלט ע"י השני )‪.(Master‬‬ ‫חשוב לזכור כי הספקים הללו הנם "צפים" ולא מחוברים להארקה‪.‬‬ ‫בציור ‪ 3‬מופיע הפנל הקדמי של הספק‪:‬‬ ‫עמוד ‪ 6‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫איור ‪1‬‬ ‫את פירוט הלחצנים ותפקידם ניתן למצוא ב‪ data sheet -‬של הספק‪.‬‬ ‫)‪ - (GND‬נקודה זו מחוברת בתוך המכשיר לגוף וכן להארקת היסוד של‬ ‫הבניין‪ .‬שימו לב כי נקודות ‪ GND‬אינן מהוות נקודות ‪ COMMON‬של‪/‬או בין‬ ‫הספקים – אלא נקודת חיבור אפשרית אל הארקת היסוד‪.‬‬ ‫‪ .2‬רב מודד סיפרתי – רמ"ס )‪(digital multimeter‬‬ ‫המכשיר נועד למדידת מתח (ישר וחילופין)‪ ,‬מדידת זרם (ישר וחילופין)‪ ,‬מדידת‬ ‫התנגדות ובדיקת רציפות ודיודה‪ .‬כמו כן‪ ,‬מתאפשרת מדידת קיבוליות‪ ,‬טמפ'‬ ‫וטרנזיסטור‪ .‬הרמ"ס במעבדה זו הינו מסוג תוצרת ‪ ,UNI-T‬מדגם ‪.UT803‬‬ ‫א ‪ .‬נתונים טכניים ותפקידי הבקרים‬ ‫איור ‪ – 0‬רב מודד ספרתי מתוצרת ‪UNI-T‬‬ ‫עמוד ‪ 7‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫בציור ‪ 4‬מופיע מראה הפנל הקדמי של המכשיר ‪ .‬הפנל הקדמי של המכשיר כולל שורת‬ ‫אופקית (‪ )4‬של לחצנים‪ .‬על כל לחצן מופיעה כתובית המציינת את תפקידו‪ .‬תפקודי‬ ‫הרמ"ס נקבעים ע"י בורר חוגה (‪ .)1‬אל הרמ"ס יש לחבר כניסות בהתאם לדרישת‬ ‫המדידה מתוך שורת המחברים האופקית (‪ ,)3‬למשל – מדידת זרם מתבצעת ע"י חיבור‬ ‫כניסה יעודית למדידת זרם ושונה מכניסת מתח רגילה (אופי המדידות שונה)‪ .‬מדידת‬ ‫הרמ"ס מוצגת ע"ג הצג (‪.)0‬‬ ‫להכרת המכשיר יש לעיין ב‪ data sheet-‬המתאים המופיע באתר‪.‬‬ ‫ב ‪ .‬מדידת מתח‬ ‫מדידת מתח מבוצעת על ידי חיבור הנקודות ‪ (Input) V, COM‬במכשיר‪ .‬פעולת‬ ‫החיבור זהה במדידת מתח חילופין או מתח ישר אך יש להקפיד ולהפעיל את הרמ"ס‬ ‫לסוג המתח על ידי בחירת בורר החוגה ל‪ DCV -‬עבור מתח ישר או ‪ ACV‬עבור מתח‬ ‫חילופין‪.‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫הרמ"ס מיועד למדידת מתח סימטרי‪.‬‬ ‫התנגדות הכניסה של מד המתח במכשיר היא ‪ .10MΩ‬בתחום מדידה קטן מ‪-‬‬ ‫‪ 600mV‬התנגדות הכניסה היא ‪.3GΩ‬‬ ‫במצב מדידה ‪ DCV‬רמ"ס מודד מתח ממוצע )‪(Average‬‬ ‫במצב מדידה ‪ ACV‬רמ"ס מודד מתח ‪.RMS‬‬ ‫דיוק המדידה תלוי בתחום המדידה בו המכשיר נמצא בהתאם למצב כפתור‬ ‫‪.Range‬‬ ‫ד ‪ .‬מדידת זרם‬ ‫מדידת זרם דורשת פתיחת המעגל החשמלי וחיבורו מחדש דרך מד הזרם‪ .‬מדידת זרם‬ ‫מבוצעת על ידי חיבור בטור של הנקודות ‪ μA/mA‬ו‪ COM-‬במכשיר אל המעגל‬ ‫הנמדד )הסימון ‪ μA/mA‬מציין את ההדק עם פוטנציאל גבוה "חיובי" והסימון ‪COM‬‬ ‫מציין את ההדק עם פוטנציאל נמוך ‪" -‬שלילי") ‪ .‬פעולת החיבור זהה במדידת זרם‬ ‫חילופין או זרם ישר אך יש להקפיד ולהפעיל את הרמ"ס לסוג הזרם על ידי לחיצה על‬ ‫כפתור ‪.SELECT‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫הרמ"ס מיועד למדידת זרם סימטרי‪.‬‬ ‫במצב ‪ DCI‬רמ"ס מודד זרם ממוצע )‪(Average‬‬ ‫במצב ‪ ACI‬רמ"ס מודד זרם ‪.RMS‬‬ ‫התנגדות הכניסה של מד הזרם משתנה בין תחומי המדידה ‪ .‬בתחומי זרמים של‬ ‫אמפרים בודדים התנגדות הכניסה יותר קטנה מאשר בתחומים של ‪.mA‬‬ ‫לכל תחום זרם מדידה קיים ‪ fuse‬אחר‪ ,‬הנפרץ תחת זרם ‪ overload‬שונה‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 8‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ה ‪ .‬מדידת התנגדות‬ ‫מדידת התנגדות מבוצעת על ידי חיבור הנקודות ‪ (Input) Ω, COM‬במכשיר אל הנגד‬ ‫ולחיצה על ‪ SELECT‬עד שיופיע הסימון‬ ‫הנמדד והעברת הבורר (‪ )1‬לסימון‬ ‫הרצוי ‪ Ω‬על הצג‪.‬‬ ‫מדידת ההתנגדות מתבצעת בשיטת ‪ 2‬חוטים‪ .‬חשוב לזכור כי המדידה בפועל היא‬ ‫מדידת המתח השורר על הנגד עקב אילוץ זרם בעוצמה קבועה דרך הנגד הנמדד ‪ .‬על‬ ‫מסך המכשיר מוצגת תוצאת החישוב המתקבלת באופן אוטומטי על פי הנוסחה‬ ‫‪V‬‬ ‫‪I‬‬ ‫‪.R ‬‬ ‫על מנת לקזז את התנגדות תילי המדידה ‪,‬ניתן באופן כללי ליישם שיטת מדידה של ‪4‬‬ ‫תילים שאינה מתאפשרת ברמ"ס זה‪ .‬בהתנגדויות נמוכות (‪ ,)<0.5Ω‬התנגדות התיילים‬ ‫אינה זניחה‪ .‬ניתן למדוד את ההתנגדות התיילים ע"י קיצורם והחסרת התוצאה‬ ‫מהתנגדות העומס הנבחן‪.‬‬ ‫‪ ‬במדידת התנגדויות גדולות (‪ )>MΩ‬יש להמתין מספר שניות עד להתייצבות‪.‬‬ ‫‪ ‬חשוב‪ :‬מדידת התנגדות יש לבצע כאשר המעגל אינו מוזן ע"י מקורות‪.‬‬ ‫ו‪.‬‬ ‫בדיקת "רציפות" וממתח דיודה‬ ‫פעמים רבות‪ ,‬מתעוררת השאלה האם נקודה מסוימת במעגל מחוברת לנקודה אחרת‬ ‫במעגל (בדיקת קצר‪ ,‬בדיקת רציפות)‪ ,‬במכשיר יש אפשרות המותאמת לכך והחיווי ל‪-‬‬ ‫"קצר" הינו קולי‪.‬‬ ‫ובחירת דיודה ע"י לחיצת ‪SELECT‬‬ ‫העברת הבורר (כפתור ‪ )1‬למצב‬ ‫מאפשרים לבצע בדיקה של דיודות‪ .‬הערך המופיע על התצוגה הינו בהתאמה לקוטביות‬ ‫החיבור של התילים לרכיב‪.‬‬ ‫חשוב‪ :‬מדידות התנגדות ורציפות יש לבצע אך ורק כאשר המעגל אינו מוזן‪.‬‬ ‫ז‪.‬‬ ‫קביעת רזולוציה‬ ‫אחד הפרמטרים הקובעים את דיוק המדידה הינו מספר הספרות המרכיבות את‬ ‫התוצאה‪ .‬כפי שנאמר‪ ,‬התוצאה מורכבת מ‪ 4½-‬ספרות‪ .‬מאחר וביכולתנו למדוד החל‬ ‫מערכים קטנים כגון מיקרו‪-‬וולטים ועד לערכים גדולים כגון מאות וולטים‪ ,‬צריך לכוון‪,‬‬ ‫באמצעות לחצני ‪ Range‬את טווח המדידה לקבלת רזולוציה מרבית אפשרית בתחום‬ ‫המתחים הנמדדים‪.‬‬ ‫רזולוציה של מכשיר מדידה נקבעת על פי מספר הספרות בתצוגה‪ .‬ניתן לקבוע את‬ ‫מספר הספרות לתצוגה באמצעות ‪ .Range‬ניתן להשאיר את ההחלטה למכשיר ע"י‬ ‫העברת המכשיר למצב ‪ .Auto‬שינוי הרזולוציה גורר שינוי בזמן המדידה וככל‬ ‫שהרזולוציה גבוהה יותר מהירות המדידה נמוכה יותר‪ .‬לכל תחום מדידה קיימת‬ ‫רזולוציה מקסימלית אפשרית‪ ,‬למשל ‪ -‬מדידת זרם ‪ AC‬בתחומים שונים אפשרית‬ ‫ברזולוציות הבאות‪:‬‬ ‫עמוד ‪ 9‬מתוך ‪45‬‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ח‪.‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫מדידה אוטומטית ‪ /‬החזק‬ ‫במצב ‪ Auto‬המכשיר יוצר דרבון ומבצע דגימות בקצב המרבי האפשרי בהתאמה‬ ‫לרזולוציה שנקבעה‪ .‬קיימת אפשרות לסנכרן את הדגימה עם נתוני מעגל אלקטרוני‬ ‫חיצוני וזאת ע"י חיבור אות סנכרון חיצוני לכניסת ‪ .Ex-Trigger‬הלחצן ‪ Hold‬מאפשר‬ ‫ל"הקפיא" את התצוגה על הערך האחרון שנמדד‪.‬‬ ‫‪.3‬‬ ‫מחולל אותות )‪(Function Generator‬‬ ‫מאפייני אות המוצא אותם ניתן לשנות הם‪:‬‬ ‫א‪ .‬צורת האות‪.‬‬ ‫ב‪ .‬תדר האות‪.‬‬ ‫ג‪ .‬עוצמת המתח‪.‬‬ ‫ד‪ .‬מתח היסט – ‪.DC offset‬‬ ‫ה‪.Duty Cycle .‬‬ ‫מחולל אותות ‪MATRIX: MFG-8216A‬‬ ‫מחולל האותות הזה מבוסס על מערכת ממוחשבת הכוללת בתוכה סדרת התקני ‪A/D‬‬ ‫ו‪ .D/A-‬באמצעות התקנים אלו ניתן לקבוע בצורה ספרתית את עוצמת המתח‬ ‫המבוקשת ואת צורת הגל שלו‪ .‬בנוסף‪ ,‬למחוללים בסדרה יכולות נוספות כגון אפנון‬ ‫‪ ,AM‬אפנון ‪ ,FM‬יצירת ‪ Sweep‬של תדרים ויצירת 'רעש לבן' (אותן אין לנוכחי)‪.‬‬ ‫בציור ‪ 5‬מתואר הפנל הקדמי של המכשיר‪:‬‬ ‫עמוד ‪ 1/‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ציור ‪ -4‬מראה הפנל הקדמי של המחולל‬ ‫א‪ .‬תפקידי הבקרים )‪(Controls‬‬ ‫יש להכיר את תפקידי הבקרים ע"י עיון ב‪ data sheet-‬של המכשיר‪.‬‬ ‫ב‪ .‬קביעת צורת הגל המבוקשת‬ ‫קביעת צורת הגל המבוקשת מתבצעת על ידי לחיצת אחד הלחצנים‪.‬‬ ‫לקבלת גל משולש ו‪-‬‬ ‫לקבלת גל מרובע‪,‬‬ ‫לקבלת אות סינוסי‪,‬‬ ‫"שן מסור" (רמפה)‪.‬‬ ‫לגל מסוג‬ ‫ג‪ .‬קביעת תדר מבוקש‬ ‫קביעת התדר מתבצעת ע"י בורר ‪ Freq‬באמצעות הכפתור הסיבובי‪:‬‬ ‫‪ ‬אות סינוסי אפשרי בתחום ‪ 0.3Hz‬ועד ‪.200KHz‬‬ ‫‪ ‬אות משולש‪ ,‬מרובע או "שן מסור" אפשרי בתחום ‪ 0.3Hz‬ועד ‪.100KHz‬‬ ‫‪ ‬תחת דיוקים פחות מחמירים מ‪ ,0%-‬ניתן להגיע לתדירויות של ‪.3MHz‬‬ ‫ד‪ .‬קביעת עוצמת המתח‬ ‫קביעת עוצמת המתח מתבצעת ע"י בורר ‪ .Ampl‬משיכת כפתור החוגה החוצה יוצרת‬ ‫הנחתה של ‪ 20dB‬וע"י לחצן ההנחתה הנוסף ניתן להשיג עוד הנחתה ב‪.11dB-‬‬ ‫עוצמת המתח האפשרית במחולל הינה בטווח ]‪.[100mVpp , 10Vpp‬‬ ‫עמוד ‪ 11‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫שימו לב‪ :‬התנגדות היציאה של מחולל האות הינה ‪ .50Ω‬בעבודה עם מעגלים בעלי‬ ‫התנגדות נמוכה יש צורך להתחשב בערך זה‪.‬‬ ‫ה‪ .‬קביעת מתח ההיסט ‪DC Offset‬‬ ‫במצב פעולה רגיל‪ ,‬מתח המוצא נע סביב ערך ‪ 0V‬ועל‪-‬כן אינו מכיל מרכיב מתח ‪.DC‬‬ ‫לעתים צריך להוסיף מתח ‪ ,DC‬בד"כ לשם קבלת דפקים חיוביים או שליליים‪ .‬פעולה זו‬ ‫מתבצעת ע"י משיכת וסיבוב בורר ה‪.Offset-‬‬ ‫ערך המתח המקסימאלי )‪ (±Voffmax‬מותנה בערכים המקסימאליים של האות (‪)Vpp‬‬ ‫ומשתנה בהתאם לעומס‪ .‬מתח ההיסט יכול להגיע ללא עומס עד ל‪ ,10V-‬אך מתח‬ ‫השיא הכולל במצב זה מוגבל ל‪.20V-‬‬ ‫ו‪ .‬קביעת ‪Duty Cycle‬‬ ‫‪ – Duty Cycle‬הינו הגודל הנמדד באחוזים (‪ )%‬ומתאר את פרק הזמן מתוך כל‬ ‫המחזור‪ ,‬בו עוצמת האות גבוהה‪ .‬בד"כ גודל זה הינו ‪ ,51%‬כלומר – שני חצאי המחזור‬ ‫שווים באורכם‪ Duty Cycle .‬ניתן לשנות בתחום ‪.20% - 80%‬‬ ‫‪ .4‬משקף תנודות )‪(Oscilloscope‬‬ ‫משקף תנודות (או בקיצור משקף) מסוג ‪ Tektronix‬הוא מד מתח דו‪-‬ערוצי המאפשר‬ ‫הצגת האות הנמדד על גבי מסך‪ .‬המכשיר מאפשר מדידה ותצוגת הפרמטרים‬ ‫עמוד ‪ 12‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫הבסיסיים של האות (תדר‪ ,‬זמן‪ ,‬מחזור‪ ,‬מתח ‪ ,Vpp‬מתח ‪Fall ,Rise Time ,Vamplitude‬‬ ‫‪ Time‬וכו')‪ .‬במכשיר קיימת אפשרות שמירת אות והעברתו למחשב‪.‬‬ ‫מבנה המשקף‬ ‫במקור מסך המשקף היה מבוסס על מסך שפופרת קרן קטודית (שק"ק)‪:.‬בה אלקטרון‬ ‫הפוגע במסך הזרחני יגרום להופעת נקודת אור אשר עוצמתה דועכת עם הזמן‪ .‬ניתן‬ ‫להשתמש בתופעה זו להצגה אופטית של אותות על גבי המסך בעזרת הזזת הקרן בצורה‬ ‫מהירה מקצהו האחד של המסך (בד"כ צידו השמאלי) לקצהו השני של המסך‪.‬‬ ‫השליטה על התנועה האופקית ו‪/‬או האנכית מתבצעת בעזרת אספקת עוצמת מתח‬ ‫מתאימה ללוחות ההטיה של הקרן‪ .‬לוחות אלו ממוקמים בתוך השפופרת וגורמים‬ ‫לקרן לפגוע במסך במיקומים שונים‪.‬‬ ‫מערכת הטיה אנכית‬ ‫גודלו הפיסיקלי של המסך הוא גודל קבוע‪ .‬עוצמות המתח הנמדדות בו אינן קבועות‬ ‫ועל‪-‬כן יש ביכולתנו לשנות את הרזולוציה של המכשיר ע"י הגברה או הנחתה של האות‬ ‫הנכנס‪ .‬בדרך זו נוכל לראות אות בעוצמה שונה‪ .‬מדידת עוצמת המתח תתבצע‬ ‫באמצעות שנתות המסומנות על גבי המסך‪.‬‬ ‫מערכת הטיה אופקית‬ ‫מערכת ההטיה האופקית פועלת בשני אופנים‪:‬‬ ‫א‪ .‬מקור פנימי ‪ -‬מתח ההטיה מתקבל ממקור פנימי אשר יוצר הזזה בקצב קבוע‬ ‫של הקרן מצדו השמאלי של המסך אל צדו הימני (אות סריקה)‪ .‬בצורה זו האות‬ ‫אשר נצפה בו על המסך יהיה מתח הכניסה בתלות בזמן‪ .‬תדר הסריקה ניתן‬ ‫לשינוי ובכך לקבל תמונה יציבה על המסך‪ .‬מדידת הזמן מבוצעת באמצעות‬ ‫שנתות המסומנות על המסך‪.‬‬ ‫ב‪ .‬מקור חיצוני ‪ -‬מתח ההטיה מתקבל מאות חיצוני אחר ובצורה זו מתקבל על‬ ‫המסך אופיין מסוג ‪ .(XY-Mode) V1  f V2 ‬במצב פעולה זה הן ציר ‪ X‬והן ציר‬ ‫‪ ,Y‬מכוילים בערכים של מתח והשליטה הינה בעזרת בוררי כל כניסה‪.‬‬ ‫מערכת הסנכרון‬ ‫תנאי הכרחי לקבלת תמונה ברורה ויציבה של האות המחזורי הנמדד על המסך הוא‬ ‫לוודא כי בתחילת כל סריקה של המסך‪ ,‬מיקום הקרן זהה למיקומו בסריקה הקודמת‪.‬‬ ‫בצורה זו כל הסימונים יתלכדו על המסך ותתקבל עקומה אחת ברורה‪ .‬סטייה קלה‬ ‫תגרום להופעת האות מספר רב של פעמים אך בהפרש פאזה‪ ,‬דבר שייראה כ"תמונה‬ ‫רצה" על המסך‪.‬‬ ‫ניתן לסנכרן את תחילת הסריקה האופקית לאחד מהמקורות הבאים‪:‬‬ ‫א‪ .‬האות הנמדד בערוץ ‪0‬‬ ‫ב‪ .‬האות הנמדד בערוץ ‪1‬‬ ‫ג‪ .‬אות חיצוני )‪(EXT‬‬ ‫ד‪ .‬מתח הרשת )‪(line‬‬ ‫ה‪ .‬אחת מ‪ 01-‬הכניסות הדיגיטליות )‪.(D0 ÷ D15‬‬ ‫מעגל שן המסור מתחיל את אות הסריקה עם קבלת אות דרבון )‪ .(Trigger‬הדרבון‬ ‫מותנה בשני תנאים אשר יחדיו קובעים את זמן יצירת אות הדרבון והם (ר' ציור ‪:)1‬‬ ‫עמוד ‪ 1/‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫א‪ .‬רמת אות הסנכרון )‪.(Level‬‬ ‫ב‪ .‬שיפוע האות )‪.(Slope‬‬ ‫רק כאשר מתח מקור הסנכרון שווה לעוצמת הסנכרון הרצוי )‪ (Level‬ובכיוון הרצוי‬ ‫)‪ ,(Slope‬נוצר אות סריקה אשר יגרום להזזת הקרן לרוחב המסך‪.‬‬ ‫ציור ‪ – 6‬הפרמטרים הקובעים את הסנכרון‬ ‫אפשרויות סנכרון‬ ‫במצב ‪ ,Normal‬אם עוצמת מקור האות המסנכרן נמוכה מרמת ה‪ Level-‬שהוגדרה‪ ,‬לא‬ ‫יופעל דרבון וכתוצאה מכך לא נראה אות על המסך‪ .‬דוגמא לכך היא כאשר לא מחובר‬ ‫אות לכניסה‪ .‬במצב סקירה אוטומטי )‪ ,(Auto‬אם אות הכניסה אינו מפעיל את הדרבון‬ ‫במשך זמן מסוים‪ ,‬המערכת מפעילה דרבון בעצמה וכך יופיע אות על המסך‪ .‬במצב‬ ‫‪ Auto Level‬המערכת קובעת בעצמה את רמת ה‪ Level-‬למחצית משרעת אות הכניסה‬ ‫שנבחרה לסנכרון‪.‬‬ ‫מצב ‪AC coupling‬‬ ‫במצב ‪ AC‬במשקף מפעיל מסנן מעביר גבוהים החל מתדר ‪ .3.5Hz‬במצב זה מונעים‬ ‫העברת אות ‪ DC‬למקור הסנכרון‪.‬‬ ‫מצב ‪LF Reject‬‬ ‫ניתן להגביל את רוחב הסרט של מקור הסנכרון‪ .‬אפשרות זו קיימת במטרה למנוע‬ ‫דרבון כאשר קיים "רעש" בתדר נמוך עליו המערכת מסתנכרת (למשל‪ ,‬תדר הרשת)‪.‬‬ ‫מצב ‪ LF‬במשקף מפעיל מסנן מעביר גבוהים מעל לתדר ‪ 50KHz‬ובכך מונע מעבר‬ ‫תדרים נמוכים‪.‬‬ ‫מצב ‪DC Coupling‬‬ ‫מצב ‪ DC‬במשקף מנטרל את כל המגבלות האפשריות על מקור אות הסנכרון‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 15‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫מצב ‪HF Reject‬‬ ‫מצב ‪ HF‬במשקף מפעיל מסנן מעביר נמוכים עד לתדר ‪ 50KHz‬ובכך מאפשר נטרול‬ ‫תדרים גבוהים כגון אלו הנובעים מאפנון ‪.AM‬‬ ‫דחיית רעש ‪Noise Rej.‬‬ ‫במצב זה‪ ,‬מתווסף למעגלי הכניסה מעגל מסוג היסטרזיס אשר תפקידו למנוע מרעש‬ ‫בעוצמה נמוכה להפעיל את מקור אות הסנכרון‪ .‬ניתן להשתמש במצב זה כאשר ידוע כי‬ ‫מקור אות הסנכרון הינו בעוצמה גדולה‪.‬‬ ‫נתוני המשקף ‪Tektronix TDS1002‬‬ ‫המשקף מבוסס על מערכת אלקטרונית המכילה ‪ A/D‬ו‪ D/A-‬ויחידת עיבוד מרכזית‬ ‫לעיבוד נתונים ממוחשב‪ .‬המשקף מסוגל למדוד אותות ברוחב סרט עד ‪ ,60 MHz‬קצב‬ ‫דגימת האות ‪ ,1Gsa/Sec‬עם זיכרון‪ ,‬לשמירת האות‪ ,‬בגודל ‪ ,8Mbyte/Ch‬יכולת ביצוע‬ ‫פעולות מתמטיות כגון חיבור וחיסור הערוצים וכן ‪ .FFT‬ניתן למדוד‪ ,‬בו‪-‬זמנית ‪1‬‬ ‫ערוצי מתח אנלוגי ‪ 01‬ערוצים דיגיטליים‪ .‬שמירת המידע אפשרית על דיסקט או‬ ‫במחשב בעזרת ערוץ תקשורת‪.‬‬ ‫‪ ‬הרגישות המקסימלית הינה ‪ 2mV/div‬והמינימלית הינה ‪ ,5V/div‬כאשר ‪div‬‬ ‫מייצג גודל יחידת תצוגה אנכית‪.‬‬ ‫‪ ‬רזולוציית הזמן המקסימלית הינה ‪ 5ns/div‬והמינימלית הינה ‪.50s/div‬‬ ‫‪ ‬התנגדות הכניסה של כל ערוץ הינה ‪ 1MΩ‬וקיבולה ‪( 20pF‬במקביל)‪.‬‬ ‫בציור ‪ 7‬מופיע מראה הפנל הקדמי של המשקף‪:‬‬ ‫‪6‬‬ ‫‪5‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪B‬‬ ‫ציור ‪ – 7‬מראה הפנל הקדמי של המשקף (מסדרה גבוהה יותר)‬ ‫עמוד ‪ 14‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫בפנל הקדמי של המשקף ניתן לראות את קבוצות הפקדים העיקריות והן‪:‬‬ ‫‪ ‬הפקדים של הכניסות האנלוגיות (‪.)B‬‬ ‫‪ ‬הפקדים של הכניסות הדיגיטליות‪.‬‬ ‫‪ ‬הפקדים על בקרת הדגימה‪.‬‬ ‫‪ ‬הפקדים על התנועה האופקית (ציר ‪.)C( )X‬‬ ‫‪ ‬הפקדים של מערכת הסנכרון (‪.)C‬‬ ‫‪ ‬חמשת הלחצנים בצד המסך הפועלים בשיטת ‪.)A( softkey‬‬ ‫בנוסף לקבוצות הפקדים קיימים פקדים נוספים המפעילים פונקציות נוספות‪:‬‬ ‫‪ ‬הבורר הסיבובי ‪ Entry Knob‬אשר פועל בהתאמה למצב המערכת‪.‬‬ ‫‪ ‬לחצן ‪.Quick Meas.‬‬ ‫‪ ‬לחצן ‪.Cursor‬‬ ‫‪ ‬לחצן ‪.AutoScale‬‬ ‫מערך המקשים של המשקף עובד בשיטת ‪ ,softkey‬כלומר‪ ,‬לכל מקש או בורר יש מספר‬ ‫תפקידים‪ .‬תפקודו הרגעי של הבורר נקבע על ידי התוכנה הפנימית של המשקף‬ ‫ובהתאמה להפעלת בוררים קודמים‪.‬‬ ‫הערות חשובות‪:‬‬ ‫‪ ‬בחלק העליון של המסך מופיעים תמיד הפרטים ‪ Time/cm ,Volt/cm‬ושיטת‬ ‫הסנכרון וכן מיקום אמצע המסך ואמצע התמונה המוצגת‪.‬‬ ‫‪ ‬מצידו השמאלי של המסך מופיע ציר הייחוס האופקי לכל כניסה על ידי סימן‬ ‫"אדמה" ושם הערוץ הנדגם‪.‬‬ ‫‪ ‬כל הפקדים פועלים בשיטת ‪ ,On-Off‬כלומר‪ ,‬כל לחיצה משנה את מצבם‪ .‬בנוסף כל‬ ‫התייחסות לתפקוד החדש של כ לאחד מחמשת הלחצנים בצד המסך‪.‬‬ ‫‪ ‬בצד המסך‪ ,‬ליד חמשת הלחצנים מופיעה כתובית המאתרת את תפקודו הנוכחי של‬ ‫הלחצן‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 16‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ ‬לחיצה קצרה על אחד מחמשת הלחצנים תגרום להופעת תפריט יעודי למצבו‬ ‫הנוכחי של הלחצן‪ .‬כל לחיצה קצרה נוספת תשנה את הקביעה‪ ,‬הסימן √ ליד אחת‬ ‫האפשרויות בתפריט מצביע על הבחירה הנוכחית‪.‬‬ ‫‪ ‬למכשיר ‪ .Built in Quick Help‬לחיצה ממושכת על אחד מחמשת הלחצנים תגרום‬ ‫להופעת הודעת ‪ Help‬המתאימה למקש ולמצבו (תפקודו) הנוכחי‪.‬‬ ‫‪ .5‬מטריצת חיבורים ‪Bread Board -‬‬ ‫במעבדה זו נבנה באופן עצמאי מספר מעגלים ונצטרך לבנותם ולשנותם באופן מהיר‬ ‫ונוח‪ .‬מטריצת חיבורים הינה כלי נוח המשמש כסביבת עבודה מהירה ומסודרת‬ ‫המאפשרת חיבורים ופירוקים חוזרים של רכיבים ללא צורך בהלחמות‪ .‬יתרונה של‬ ‫מטריצת החיבורים הוא בכך שכל נקודת חיבור בה‪ ,‬מקוצרת עם מספר נקודות אחרות‪.‬‬ ‫בצורה זו‪ ,‬ניתן לחבר אל נקודה במעגל (צומת) מספר ענפים שונים בהתאם לצורך‪.‬‬ ‫מטריצת החיבורים תהווה עבורנו את סביבת העבודה היחידה במעבדה‪ .‬כל החיבורים‬ ‫ימומשו באמצעותה‪ .‬את שטח המטריצה ניתן לחלק לשלושה אזורים‪ )0 :‬אזור חיצוני‪,‬‬ ‫שאינו מופיע בסכמה‪ ,‬הכולל חיבורים יעודיים (הברגה ‪ /‬בננה ‪ )BNC /‬המתווכים‬ ‫מהסביבה החיצונית (ספק הכוח ‪ /‬מחולל האותות) אל המטריצה‪ )1 ,‬אזור בעל קיצורים‬ ‫בכיוון הצלע הארוכה של המטריצה (מסומן בחץ ‪ )A -‬שמשמש לכניסות ויציאות אל‬ ‫המעגל ו‪ )3-‬האזור המרכזי‪ ,‬בעל קיצורים אנכיים (‪ B‬באיור)‪ ,‬המשמש לבניית המעגל‪.‬‬ ‫באיור ‪ ,8‬ממוחשים הסידור הפנימי של המטריצה ודרך השימוש בה‪ .‬העמודות‬ ‫הצדדיות מורכבות ממספר מקטעים בני חמישה חיבורים כ"א המקוצרים ביניהם‬ ‫בכיוון העמודה‪ .‬העמודות המרכזיות מורכבות מהרבה מקטעים המסודרים בכיוון‬ ‫האופקי (‪ A‬בציור)‪ ,‬כך שכל מקטע בן חמש נקודות‪ ,‬מהווה צומת אחד בעל מספר‬ ‫חיבורים‪.‬‬ ‫ניתן לראות בדוגמא‪ ,‬כי כניסות המתח מתבצעות דרך העמודות הצידיות‪ .‬חוט נוסף‬ ‫מהווה גשר בין עמודות הכניסה‪/‬יציאה אל מרכז המטריצה‪ ,‬בו מתבצעים חיבורי‬ ‫המעגל ממש‪ .‬שימו לב לכיווני הקצר בכל אחד מהאזורים‪.‬‬ ‫כיוון הקצר‬ ‫(‪(B‬‬ ‫עמוד ‪ 17‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫כיוון‬ ‫הקצר‬ ‫)‪(A‬‬ ‫איור ‪ :8‬סכימה כללית של מטריצת חיבורים‬ ‫לשם הקפדה על סדר‪ ,‬יש לבצע כל חיבור דרך נקודות החיבור היעודיות לו‪ .‬חיבורים‬ ‫מספק המתח ומחולל האותות יעברו דרך העמודות הצידיות ורק משם אל רכיבי‬ ‫המעגל שימוקמו בשטח המרכזי של המטריצה‪.‬‬ ‫בניסויים תקבלו ‪ 1‬מטריצות מחוברות (אחת ליד השנייה) כפי שמתואר באיור הבא‪:‬‬ ‫כיוון‬ ‫הקצר‬ ‫)‪(A‬‬ ‫כיוון הקצר‬ ‫(‪(B‬‬ ‫כיוון‬ ‫הקצר‬ ‫)‪(A‬‬ ‫כיוון הקצר‬ ‫(‪(B‬‬ ‫כיוון‬ ‫הקצר‬ ‫)‪(A‬‬ ‫איור ‪ :1‬סכימה של ‪ 1‬מטריצות מחוברות כפי שיהיה בניסויים‪.‬‬ ‫הכרת רכיבים‬ ‫עמוד ‪ 18‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫מלבד מכשור המדידה‪ ,‬ספקי המתח ומחולל האותות‪ ,‬נשתמש במעבדה זו ברכיבים‬ ‫פסיביים שישמשו בבניית המעגלים החשמליים אשר את התנהגותם נרצה לבחון‬ ‫ולמדוד‪ .‬בשני ניסויי הכרת המכשור‪ ,‬נשתמש ברכיבים המוכרים מלימודי היסוד‪:‬‬ ‫נגדים‪ ,‬קבלים וסלילים‪ .‬על מנת לחבר בין הרכיבים במעגל‪ ,‬נשתמש בחיווטים שונים‬ ‫בהתאם לצורך‪ .‬חלק ממטרת המעבדה הוא גם להכיר את מגבלות הרכיבים באופן‬ ‫ממשי ואת סימונם‪.‬‬ ‫‪ .0‬נגדים‬ ‫הנגדים בהם נשתמש במעבדה הם נגדים אקסיאליים בעלי שני הדקים‪ .‬נהוג לסמן‬ ‫ערך נגדים אלה באמצעות ארבע או חמישה קווים היקפיים צבעוניים‪ ,‬אשר‬ ‫שלושה‪/‬ארבעה מהם מבטאים את ערך הנגד והאחרון את מידת הדיוק של ערך זה‬ ‫(טולרנס‪/‬סיבולת)‪ .‬הטבלה המובאת למטה מתארת את סטנדרט הסימונים‬ ‫המקובל‪.‬‬ ‫נגדים מתחממים בזמן העברת זרם חשמלי דרכם‪ .‬יכולת העמידה של נגדי פחם‬ ‫רגילים מוגבלת ולכן יש להתחשב בהספק (מכפלת זרם‪-‬מתח) בו הנגד אמור לעבוד‪.‬‬ ‫בא ופן כללי‪ ,‬ככל שנגד הפחם גדול יותר בנפחו‪ ,‬ההספק הקריטי אותו הוא יכול‬ ‫לשאת גבוה יותר‪.‬‬ ‫איור ‪ – 34‬טבלת סימוני נגדים‬ ‫‪ .1‬חוטים‬ ‫עמוד ‪ 19‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫חד גידיים – לשם שימוש נוח במטריצת החיבורים נשתמש בכבלים מוליכים חד‬ ‫גידיים (שאינם מורכבים מאגד תילים) המתאימים ברוחבם לנקודות חיבור‬ ‫במטריצה‪ .‬זכרו כי חוטים מעשיים אינם מוליכים אידיאליים ובעלי התנגדות נמוכה‬ ‫אשר תלויה בסוג החומר המוליך וגיאומטריית החוט‪ .‬בנוסף‪ ,‬אות מועבר עלול‬ ‫להיות מופרע מרעשים חיצוניים ועל כן ישנם חוטים המצופים בבידודים וסיכוכים‬ ‫שונים‪ .‬במקרה של חוטים אלו‪ ,‬הבידוד מקנה בטיחות ומונע קיצור עם נקודות לא‬ ‫רצויות במעגל‪.‬יש להקפיד ולוודא כי החוטים בהם משתמשים מבודדים כהלכה ולא‬ ‫פגומים‪ ,‬דבר שעלול ליצור נתק‪ .‬כמו כן‪ ,‬יש לוודא כי קצוות החוטים שלמים‬ ‫החיבור‪.‬‬ ‫נקודת‬ ‫עם‬ ‫טוב‬ ‫מגע‬ ‫לקבל‬ ‫כדי‬ ‫דיים‬ ‫וחשופים‬ ‫לשם‬ ‫נוחות‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫ובקרה‬ ‫נשתמש‬ ‫במעבדה‬ ‫בסימוני‬ ‫צבעים‬ ‫קבועים‪:‬‬ ‫אדום – כניסות מתח ספק חיובי‬ ‫שחור – כניסות מתח ספק שלילי‬ ‫צהוב ‪ /‬ירוק – חיבורי אדמה‬ ‫כחול – כניסת אות חיובית‬ ‫לבן – יציאת אות חיובית‬ ‫כתום – יציאת אות שלילית‬ ‫חום –חיבורים וגשרים בין רכיבים במעגל‬ ‫‪( BNC‬קואקסיאליים) – כבל חשמלי קואקסיאלי הוא קבל חשמלי מסוכך‪ ,‬כשמו‬ ‫כן הוא‪ ,‬בעל ציר משותף‪ .‬משמעות הדבר היא שבתוך כבל אחד עוברים למעשה שני‬ ‫תילים המבודדים ביניהם בצורה כזו‪ ,‬כך שהשדה האלקטרומגנטי שכ"א אחד יוצר‪,‬‬ ‫לא משפיע על השני‪ .‬ניתן לנצל כבל קואקסיאלי להעברת סיגנלים בתדרים גבוהים‬ ‫בהם השפעת השדה יותר דומיננטית ע"י שימוש בתווך המוליך החיצוני כבסיכוך‬ ‫היוצר מעטפת גאוסית סביב התווך המוליך את הסיגנל הרצוי‪ .‬כמו כן‪ ,‬ניתן להעביר‬ ‫אותות מנוגדים (פלוס ומינוס) ולהפיק מהסיגנל מידע הפרשי משותף אך יותר‬ ‫מקובל להעביר אות בודד המסוכך בעזרת הארקת התווך החיצוני לאדמה‬ ‫(פוטנציאל אפס)‪.‬‬ ‫‪ BNC‬הינו מחבר (קונקטור) נפוץ המתאים להעברת אותות אנלוגיים או דיגיטליים‬ ‫הקרוי על שמות ממציאיו‪ .‬חיבור ה‪ BNC-‬שומר על הפרדת הסיגנלים השונים בכבל‬ ‫הקואקסיאלי‪ .‬החיבור נעשה לרוב ע"י התאמת מחבר מסוג "זכר" בקצה הכבל אל‬ ‫מחבר מסוג "נקבה" הנמצא במכשיר‪.‬‬ ‫חשוב לדעת כי לכבל קואקסיאלי ‪ BNC‬התנגדות אופיינית של ‪( 51Ω‬קיים כבל‬ ‫קואקסיאלי נפוץ אחר בעל התנגדות של ‪ 75Ω‬המשמש לאותות וידאו)‪ .‬שימו לב‬ ‫שכך מושגת מדידה של חצי המתח הניתן כאשר התנגדות המוצא של המחולל‬ ‫נבחרת להיות לחמישים אוהם‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 2/‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ .3‬טרנזיסטור ‪ PNP‬במקור זרם ישר‬ ‫במעבדה זו ננתח פעולת מקור זרם ישר המבוסס על טרנזיסטור ביפולארי מטיפוס‬ ‫‪ .PNP‬המקור אמור לספק זרם קבוע עבור עומסי יציאה משתנים‪ .‬הטרנזיסטור‬ ‫מוזן מספק הכוח ‪,‬ממוקדם בעזרת מחלק מתח‪ ,‬ומוציא זרם קבוע מהדק הקולט‬ ‫(‪ .(collector‬על מנת להבטיח ביצועים מספקים יש הבטיח שהטרנזיסטור ימצא‬ ‫במצב פעיל קדמי‪ .‬באיור ‪ 00‬מוצגת סכמת הפעולה של הטרנזיסטור‪:‬‬ ‫איור ‪ – 11‬טרנזיסטור ‪PNP‬‬ ‫הטרנזיסטור באיור נמצא במצב פעיל קדמי ‪ ,forward Active‬בו מתקיימים‬ ‫הקשרים הבאים‪:‬‬ ‫) ‪VE  VB  0.65[V ] (instead of 0.7V‬‬ ‫‪I E  F  I B‬‬ ‫שימו לב כי הטרנזיסטור פועל במצב ‪ forward active‬כל עוד מתקיים ‪. VCE  0‬‬ ‫כלומר‪ ,‬ממתח הטרנזיסטור תואם את כיווני הזרמים בו‪.‬‬ ‫מקור הזרם אותו ננתח עושה שימוש בטרנזיסטור זה‪ .‬מטרת ענף הכניסה היא‬ ‫לספק מתח מקדום )‪ (Biasing‬אחיד עבור כניסת הבסיס של הטרנזיסטור וע"י כך‪,‬‬ ‫לספק זרם אחיד מענף ה‪ collector-‬עבור עומסי יציאה שונים‪ .‬כדי לייצב את מתח‬ ‫הבסיס‪ ,‬משתמשים בזרם בסיס )‪ (IB‬מאוד קטן אשר תנודותיו כמעט לא משפיעות‬ ‫על המתח‪ .‬יחסי זרמי ומתחי ה‪ emitter-‬וה‪ base-‬מהווים משוב תיקון שלמעשה‬ ‫שומר על ערכי זרמי ‪ IC‬יציבים‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 21‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫]‪Vcc = 10[V‬‬ ‫‪RE‬‬ ‫‪IE‬‬ ‫‪RB1‬‬ ‫‪IB‬‬ ‫‪Iin‬‬ ‫‪IC‬‬ ‫‪RB2‬‬ ‫‪RL‬‬ ‫‪GND‬‬ ‫איור ‪ – 01‬סכמת מקור זרם‬ ‫עמוד ‪ 22‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫הגדרת מושגי מדידה‬ ‫אפיון של אות חילופין (מתח ‪ /‬זרם) אפשרי במספר דרכים (ציור ‪:)03‬‬ ‫‪ )0‬קו ייחוס – פוטנציאל "אפס"‪.‬‬ ‫‪ )1‬שיא עליון – הפרש הפוטנציאלים בין המתח המקסימלי ללא תופעת מעבר לבין קו‬ ‫הייחוס )‪.(Vm‬‬ ‫‪ )3‬שיא תחתון – הפרש הפוטנציאלים בין המתח המינימלי ללא תפעת מעבר לבין קו‬ ‫הייחוס‪.‬‬ ‫‪ )4‬משרעת – הפרש הפוטנציאלים בין השיא העליון לתחתון )‪.(Vamplitude‬‬ ‫‪ )5‬מתח מקסימום – הפרש הפוטנציאלים בין השיא החיובי כולל תופעת מעבר לבין קו‬ ‫הייחוס‪.‬‬ ‫‪ )1‬מתח מינימום – הפרש הפוטנציאלים בין השיא השלילי כולל תופעת מעבר לבין קו‬ ‫הייחוס‪.‬‬ ‫‪ – Vpp )7‬הפרש הפוטנציאלים בין מתח המקסימום לבין מתח המינימום‪.‬‬ ‫‪ – Vp )8‬חצי מתח ‪.Vpp‬‬ ‫‪ – VRMS )1‬המתח האפקטיבי של האות‪.‬‬ ‫‪ – VAverage )01‬המתח הממוצע של האות‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 2/‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫איור ‪ – 03‬הגדרות מונחים באותות‬ ‫עמוד ‪ 25‬מתוך ‪45‬‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫שאלות להכנה עצמית‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫שאלות הכנה‬ ‫יש להגיע למעבדה עם דפי עבודה ודף הנחיה מודפסים (חלק מהנספחים לחוברת)‪.‬‬ ‫ביצוע הניסוי לא יתאפשר בהיעדר שרטוטי המעגלים!‬ ‫‪ .0‬מתוך ה‪ data sheet -‬של ספק בכוח המופיע באתר‪ ,‬יש לאתר ולמנות את תפקידם‬ ‫של כל אחד מהפרטים הבאים בספק הכוח מדגם ‪.MATRIX: MPS-3003LK-3‬‬ ‫א‪Master .‬‬ ‫ב‪Slave .‬‬ ‫ג‪Parallel .‬‬ ‫ד‪C.C and C.V leds .‬‬ ‫ה‪Voltage/Current .‬‬ ‫‪ .1‬מקור מתח מעשי מתואר על‪-‬ידי מקור מתח אידיאלי במתח נקוב המחובר בטור‬ ‫לנגד אשר מסמל את ההתנגדות הפנימית של המקור (ראו איור)‪.‬‬ ‫א‪ .‬הציגו את מקור המתח המעשי כמקור זרם מעשי‪.‬‬ ‫ב‪ .‬דונו בערכו של ‪ Rs‬במעבר למקורות אידיאליים‪.‬‬ ‫ג‪ .‬האם השקילות בין המקורות נשמרת בגבולות שמצאתם בסעיף ב'?‬ ‫‪ .3‬עבור אילו ערכי עומס יש להתחשב בהתנגדות היציאה של המקורות ‪?Rs‬‬ ‫‪ .4‬התייחסו לסכמת הספק באיור ‪:0‬‬ ‫א‪ .‬הסבירו את השפעת סידור הדיודות של הזרם המסופק‪.‬‬ ‫ב‪ .‬מבין שלוש האפשרויות המוצעות באיור ‪ 2‬עבור מבנה הפילטר בספק‪ ,‬מי‬ ‫המתאימה ביותר? נמקו‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 24‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ .5‬יש למנות את תפקידם של כל אחד מהלחצנים‪/‬כניסות הבאים ברב מודד ספרתי‬ ‫מדגם ‪ .UNI-T UT803‬מוטב להיעזר במדריך השימוש במכשיר‪.‬‬ ‫א‪Range .‬‬ ‫ב‪Hold .‬‬ ‫ג‪ .‬כניסת ‪COM‬‬ ‫ד‪ .‬בורר במצב ‪Hz‬‬ ‫ה‪Select .‬‬ ‫‪ .1‬א‪ .‬יש לציין את תחומי מדידת המתח‪ ,‬הזרם‪ ,‬ההתנגדות והתדירות של רב מודד‬ ‫ספרתי מדגם ‪.UNI-T UT803‬‬ ‫ב‪ .‬ענו מדוע לדעתכם התנגדות הכניסה של הרמ"ס עולה בכמה סדרי גודל כאשר‬ ‫מדידת המתח הינה בתחום המתחים הקטנים‪.‬‬ ‫‪ .7‬יש לחשב את הערך הממוצע ואת הערך האפקטיבי עבור ארבע צורות הגל מציור‬ ‫‪ ,03‬ללא תופעת המעבר‪.‬‬ ‫ערכו הממוצע של אות מתח חילופין )‪ v(t‬נתון ע"י‪:‬‬ ‫‪T‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪v(t )dt‬‬ ‫‪T 0‬‬ ‫‪Vavg‬‬ ‫ואילו הערך האפקטיבי‪:‬‬ ‫‪T‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪v(t ) dt‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪T 0‬‬ ‫‪Veff‬‬ ‫כאשר ‪ T‬הוא זמן המחזור של האות‪.‬‬ ‫הערך האפקטיבי מסומן לעתים כ‪.RMS-‬‬ ‫‪ .7‬יש להגדיר את המונחים הבאים עבור אות חילופין‪:‬‬ ‫א‪ .‬מתחי היסט – ‪DC offset‬‬ ‫ב‪ .‬מתח ממוצע ‪mean -‬‬ ‫ג‪Duty-Cycle .‬‬ ‫‪ .8‬יש למנות את תפקידם של כל אחד מהלחצנים הבאים במחולל האותות מדגם‬ ‫‪( MATRIX: MFG-8216A‬מוטב להיעזר במדריך השימוש במכשיר)‪.‬‬ ‫א‪Ampl. .‬‬ ‫ב‪ATT -20dB .‬‬ ‫ג‪Duty .‬‬ ‫ד‪Gate .‬‬ ‫ה‪10k .‬‬ ‫ו‪ .‬יציאת ‪TTL‬‬ ‫עמוד ‪ 26‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ .1‬יש למנות את תפקידם של כל אחד מהלחצנים הבאים במשקף מדגם‬ ‫‪) Tektronix TDS1002‬מוטב להיעזר במדריך השימוש במכשיר)‪.‬‬ ‫א‪Display .‬‬ ‫ב‪Measure .‬‬ ‫ג‪Auto Set .‬‬ ‫ד‪Cursor .‬‬ ‫ה‪Math Menu .‬‬ ‫ו‪Volts/Div .‬‬ ‫ז‪CH 2 Menu .‬‬ ‫ח‪ .‬כניסת ‪EXT TRIG‬‬ ‫‪ .01‬ניתן למדוד בעזרת משקף את הפרש המופע בין שני אותות בתדירות זהה אך‬ ‫בהפרש מופע כמתואר באיור להלן‪ .‬לצורך זה ישנן שתי שיטות המתוארות‬ ‫כלהלן‪:‬‬ ‫שיטה א'‪ :‬הפרש המופע נתון ע"י הנוסחה –‬ ‫שיטה ב'‪ :‬בעזרת עקומת ליסג'יו – יש להכניס את שני האותות לערוצים של‬ ‫המשקף בהתאמה ואז מתקבלת עקומת ליסג'יו כמתואר באיור הבא‪:‬‬ ‫עמוד ‪ 27‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫הפרש המופע נתון ע"י הנוסחה‪sin( )  A / B :‬‬ ‫א‪ .‬האם שתי השיטות ישימות לארבע צורות הגל של ציור ‪?03‬‬ ‫ב‪ .‬איזו שיטה ישימה יותר לדעתכם למכשור המדידה?‬ ‫‪ .00‬מקור זרם ‪ -‬שאלות הכנה (היעזרו בסכימת המעגל באיור ‪:)01‬‬ ‫א‪ .‬עבור ‪ )β( hfe‬שמצאתם בטבלת הנתונים של הטרנזיסטור ‪( 95M-JE371‬ב‪-‬‬ ‫‪ data sheet‬המופיע באתר)‪ ,‬חשבו את יחס הזרמים של ה‪ collector-‬וה‪-‬‬ ‫‪ emitter‬אשר הטרנזיסטור מספק‪ .‬האם עבור נתוני הטרנזיסטור נכון‬ ‫להגיד כי זרמי ה‪ collector-‬וה‪ emitter-‬שווים?‬ ‫ב‪ .‬איזו דרישה קיימת על זרמי הכניסה והבסיס )‪ (IB,Ii‬כדי לקבל זרם יציאה‬ ‫(ב‪ )collector-‬יציב ממקור הזרם?‬ ‫‪ Ii‬הוא הזרם על מחלק המתח העובר אל האדמה‪.‬‬ ‫ג‪ .‬מציאת גבולות תחום העבודה‪:‬‬ ‫נקודת העבודה של הטרנזיסטור נקבעת ע"י זרם ה‪ ,(IE) emitter-‬אשר תלוי‬ ‫בהפרש מתח האספקה )‪ (Vcc‬ומתח ה‪ emitter-‬ובנגד ‪:RE‬‬ ‫‪Vcc  VE‬‬ ‫‪RE‬‬ ‫‪. IE ‬‬ ‫כאשר מתקיים גם‪ . VE  VB  0.65[V ] :‬הנגד ‪ RE‬נתון וערכו ‪ .1KOhm‬מתח‬ ‫האספקה ‪ VCC‬הינו ‪.10V‬‬ ‫התנאי לשמירת הטרנזיסטור בתחום העבודה הוא ‪. VEC  VE  VC  0‬‬ ‫נתכנן את המקור עבור זרם מטרה של ‪ 5mA‬בקולט )‪ .(collector‬חשבו את‬ ‫ערך ‪ RL‬המקסימאלי והמינימאלי לזרם זה‪( .‬עזרה‪ :‬מהו המתח היציאה‬ ‫המקסימאלי?)‬ ‫‪ .01‬עבור חלקו השני של הניסוי המעשי‪:‬‬ ‫הבהרה‪ :‬יש לבצע תרגיל זה לקראת המפגש השני במעבדת מכשור המדידה‪.‬‬ ‫יש לעבור על כל תרגילי המעבדה ולשרטט את תכנוני המעגלים החשמליים ע"ג‬ ‫סכמות מטריצת החיבורים שבדפי נספח ‪ .III‬הרכבת מעגל במעבדה תיעשה ע"פ‬ ‫השרטוט שהוכן ולכן יש לשרטטו בצורה נהירה תוך חשיבה מוקדמת על‬ ‫היבטים מעשיים של נוחות‪ ,‬סדר ומניעת תקלות‪.‬‬ ‫ביצוע הניסוי לא יתאפשר בהיעדר שרטוטי המעגלים!‬ ‫עמוד ‪ 28‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫מהלך הניסוי‬ ‫הציוד הנדרש‬ ‫יש להגיע למעבדה עם מחשבון‪.‬‬ ‫הניסוי בהכרת מכשור בסיסי מתבסס על ארבעה מכשירים ‪.‬לביצוע הניסוי יש‬ ‫להצטייד בפריטים הבאים‪:‬‬ ‫א‪ .‬ספק כוח – תוצרת ‪ ,MARTIX‬מדגם ‪MPS-3003LK-3‬‬ ‫ב‪ .‬רב מודד ספרתי (רמ"ס) – תוצרת ‪ ,UNI-T‬מדגם ‪UT803‬‬ ‫ג‪ .‬מחולל אותות – תוצרת ‪ ,MATRIX‬מדגם ‪MFG-8216A‬‬ ‫ד‪ .‬משקף דו ערוצי – תוצרת ‪ ,TEKTRONIX‬מבין הדגמים הבאים‪1002D ,1001D :‬‬ ‫ה‪ .‬מטריצת חיבורים‬ ‫ו‪ .‬קופסת נגדים מסומנים‬ ‫ז‪ .‬קופסת קבלים מסומנים‬ ‫ח‪ .‬סליל (עבור חלק ‪ 1‬במעבדת הכרת המכשור)‬ ‫ט‪ .‬חוטים חד גידיים בכל הצבעים המפורטים בעמ' ‪.01‬‬ ‫י‪ 1 .‬כבלי ‪BNC-BNC‬‬ ‫יא‪ 1 .‬כבלי ‪BNC-BANANA‬‬ ‫יב‪ 4 .‬תנינים המתאימים למחברי ‪BANANA‬‬ ‫יג‪ 3 .‬כבלי ‪BANANA-BANANA‬‬ ‫יד‪ .‬מקור זרם המורכב ע"ג מטריצת חיבורים‪.‬‬ ‫מטרות הניסוי‬ ‫‪ .0‬הכרת ספק כוח ‪.MATRIX: MPS-3003LK-3 – DC‬‬ ‫הכרת מכשיר זה כוללת שליטה בפעולות הבאות‪:‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫ה‪.‬‬ ‫ו‪.‬‬ ‫ז‪.‬‬ ‫כיוון עוצמת מתח מבוקשת וקוטביות‪.‬‬ ‫כיוון הגבלת הזרם המבוקשת‪.‬‬ ‫אפשור מתח מוצא‪.‬‬ ‫מדידת עוצמת מתח‪/‬זרם רגעית הנצרכת מהמקור‪.‬‬ ‫קריאת מדידת מתח‪/‬זרם בעזרת תצוגת ספק הכוח‪.‬‬ ‫קביעת גבולות המתח אשר הספק יכול לספק‪.‬‬ ‫בניית מקור מתח ישר בעוצמה של ‪( 50 volt‬חיבור מקורות בטור)‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 29‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ .1‬הכרת רב מודד ספרתי (רמ"ס) – ‪.UNI-T UT803‬‬ ‫לשם הכרת מכשיר זה יש לשלוט בפעולות הבאות‪:‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫מדידת מתח‪/‬זרם ‪ AC/DC‬ומגבלותיה‪.‬‬ ‫מדידת התנגדות‪.‬‬ ‫מדידת תדר וזמן מחזור‪.‬‬ ‫קביעת רזולוציית המדידה‪.‬‬ ‫‪ .3‬הכרת מחולל אותות – ‪.MATRIX: MFG-8216A‬‬ ‫לשם הכרת מכשיר זה יש לשלוט בפעולות הבאות‪:‬‬ ‫א‪ .‬קביעת סוג האות הדרוש‪.‬‬ ‫ב‪ .‬קביעת תדירות האות הדרוש‪.‬‬ ‫ג‪ .‬קביעת משרעת האות הדרוש‪.‬‬ ‫ד‪ .‬בחירת יחידות מתאימות‪.‬‬ ‫ה‪ .‬ערכים מינימאליים ומקסימאליים עבור תדירות ומשרעת‪.‬‬ ‫ו‪ .‬קביעת מתחי היסט‪.‬‬ ‫הערה‪ :‬לעתים למוצא המחולל יש שני מצבים –‬ ‫‪ – High Impedance ‬תצוגת המחולל זהה למוצא המחולל בעוצמת המתח‪.‬‬ ‫‪ – 50 Ohm ‬תצוגת המחולל שווה למחצית מוצא המחולל‪.‬‬ ‫למחולל איתו נעבוד קיימת אפשרות יחידה של קביעת אימפדנס יציאה של ‪50‬‬ ‫‪.Ohm‬‬ ‫‪ .4‬הכרת משקף דו‪-‬ערוצי – ‪.Tektronix TDS1002‬‬ ‫לשם הכרת המכשיר יש לשלוט בפעולות הבאות‪:‬‬ ‫א‪ .‬אפשרויות סנכרון המשקף‪.‬‬ ‫ב‪ .‬הפקדים של הכניסות האנלוגיות‪.‬‬ ‫ג‪ .‬הפקדים של הכניסות הדיגיטליות‪.‬‬ ‫ד‪ .‬הפקדים על בקרת הדגימה‪.‬‬ ‫ה‪ .‬הצגת שני ערוצים יחדיו‪.‬‬ ‫ו‪ .‬הצגת עקומת ליסג'יו )‪.(XY Mode‬‬ ‫ז‪ .‬שימוש בגשש מנחית להקטנת השפעת המשקף על האות הנמדד‪.‬‬ ‫הערה‪ :‬הקפידו תמיד לעבוד במצב של ‪ Calibrate‬ביחס של ‪.0:0‬‬ ‫עמוד ‪ //‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ביצוע הניסוי‬ ‫‪ ‬יש להרכיב כל מעגל ע"ג מטריצת החיבורים בהתאם לשרטוט שהוכן מראש‪.‬‬ ‫‪ ‬לפני ביצוע כל תרגיל יש לקרוא למדריך להפעלתו‪.‬‬ ‫‪ ‬יש לרשום באופן מסודר את המדידות המבוקשות בתרגילים ע"פ הנחיות דפי‬ ‫העבודה (נספח ‪ )3‬המופיעים בנספח ולענות על השאלות המופיעות במהלך‬ ‫התרגילים בדו"ח המעבדה‪ .‬את הערכים יש לרשום בטבלאות בדיוק של שתי‬ ‫ספרות אחרי הנקודה העשרונית וביחידות המבוקשות‪.‬‬ ‫ביצוע הניסוי ‪ -‬חלק ראשון‬ ‫תרגיל הכנה‬ ‫מטרת התרגיל‪ :‬הכרת פונקציות בסיסיות של המשקף )‪.(scope‬‬ ‫הסתמכו על ההסבר שקראתם על המשקף ובצעו את הסעיפים הבאים‪:‬‬ ‫‪ .0‬בצד ימין למטה של המשקף ישנה יציאה של פולס מרובע באמפליטודה של ‪5V‬‬ ‫ובתדר של ‪ .1kHz‬חברו את היציאה הנ"ל לערוץ מספר ‪ 0‬של המשקף‪.‬‬ ‫‪ .1‬חשוב לסנכרן את המשקף לאות הכניסה הרלוונטי‪ .‬בצד ימין בטור האחרון יש את‬ ‫כל הלחצנים שאחראיים על הפונקציות הטריגר‪.‬‬ ‫א‪ .‬השתמשו ב‪ trig menu-‬וקבעו את המקור של הטריגר להיות ערוץ ‪.0‬‬ ‫ב‪ .‬סנכרנו את הטריגר על הירידה של הסיגנל‪.‬‬ ‫ג‪ .‬השתמשו בכפתור שאחראי על הרמה )‪ (level‬של הטריגר‪ .‬על המסך עצמו בצד‬ ‫ימין ישנו חץ שמצביע על הרמה של הטריגר‪ .‬מה קורה לאות כאשר החץ (רמת‬ ‫הטריגר) נמצא מחוץ לאות? היכן כדאי למקם את רמת הטריגר?‬ ‫‪ .3‬בצעו את המדידות הבאות בצורה אוטומטית (ע"י שימוש בכפתור ‪ measure‬שנמצא‬ ‫בחלק העליון של המשקף)‪:‬‬ ‫א‪ .‬מהו המתח ‪ peak to peak‬שנמדד בערוץ מספר‪?0‬‬ ‫ב‪ .‬מהו התדר שנמדד בערוץ מספר ‪?0‬‬ ‫ג‪ .‬מהו המחזור שנמדד בערוץ מספר ‪?0‬‬ ‫ד‪ .‬מהו המתח ‪ rms‬שנמדד בערוץ מספר ‪?0‬‬ ‫ה‪ .‬מהו זמן העלייה של פולס? הסבירו מה מציין זמן עלייה של אות‪.‬‬ ‫‪ .4‬יש לחזור על המדידות בסעיף ‪ -3‬א'‪-‬ה' בצורה ידנית (ע"י שימוש בכפתור ‪cursor‬‬ ‫שנמצא מתחת לכפתור ‪ measure‬בחלק העליון של המשקף)‪.‬‬ ‫שימו לב שאחרי לחיצה על ‪ cursor‬אתם יכולים לבחור מהם סוג הסמן (זמן‪ ,‬מתח)‬ ‫שמתאים למדידה ספציפית‪.‬‬ ‫‪ .5‬האם הערכים שהתקבלו בסעיפים ‪ 3‬ו‪ 4-‬זהים? אם כן‪ ,‬הסבירו מהן הסיבות‬ ‫לסטייה‪.‬‬ ‫שימו לב שהתרגיל הנ"ל הינו תרגיל הכנה שיעזור לכם בהמשך המעבדה‪ .‬אם יש‬ ‫פונקציות של המשקף שאינן ברורות‪ ,‬נא לקרוא למדריך!‬ ‫עמוד ‪ /1‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ 0.0‬מטרת התרגיל‪ :‬לימוד העבודה עם ספק כוח‪.‬‬ ‫הוראות עבודה כלליות לתרגיל‪:‬‬ ‫העברת‬ ‫יציאת ספק‬ ‫ל‪on-‬‬ ‫ניתוק יציאות‬ ‫הספק‬ ‫העברת‬ ‫יציאת ספק‬ ‫ל‪off-‬‬ ‫שחרור בקרת זרם‬ ‫(בורר בערך גבוה)‬ ‫חיבור‬ ‫יציאות הספק‬ ‫למעגל‬ ‫העברת‬ ‫יציאת ספק‬ ‫ל‪on-‬‬ ‫כיוון מתח‬ ‫יציאה רצוי‬ ‫הפעלת בקרת זרם‬ ‫(בורר בערך מינימלי)‬ ‫שחרור בקרת זרם‬ ‫עד להגעה ל‪C.V-‬‬ ‫‪ .i‬כל חיבור או שינוי חיבורי הדקי הספק יתבצע רק כאשר יציאת הספק הינה‬ ‫במצב ‪.off‬‬ ‫‪ .ii‬מכיוון שלא ניתן לקבל בתצוגת הספק את ערך היציאה כאשר יציאת הספק‬ ‫במצב ‪ ,off‬נכוון בתרגיל זה את המתח הרצוי כאשר הדקי הספק אינם מחוברים‬ ‫ויציאת הספק במצב ‪ .on‬בשלב כיוון המתח בתרגיל זה אין חשיבות למצב בורר‬ ‫מגבלת הזרם ולכן ניתן להעביר את בורר מגבלת הזרם למצב בו לא נהיה תחת‬ ‫בקרת זרם – )‪( current control (C.C‬היעזרו בסכמה שלעיל)‪.‬‬ ‫‪ .iii‬לאחר כיוון המתח יש להעביר למינימום את בורר מגבלת הזרם‪.‬‬ ‫‪ .iv‬כעת יש להעביר את יציאת הספק למצב ‪ ,off‬לחברו אל המעגל הנתון ורק אז‬ ‫להעביר את יציאת הספק למצב ‪.on‬‬ ‫‪ .v‬בתרגיל זה‪ ,‬יש לקבוע את בורר מגבלת הזרם לערך בו הזרם לא יהווה מגבלה –‬ ‫כלומר‪ ,‬לערך הנמוך ביותר בו תצוגת הספק לא תודיע על מצב מגבלת זרם )נורת‬ ‫‪ C.C‬נכבית ונורת ‪ C.V‬נדלקת)‪.‬‬ ‫‪ .vi‬יש לקבל אישור ממדריך המעבדה לפני ביצוע כל שלב חדש‪.‬‬ ‫מהלך התרגיל‪:‬‬ ‫א‪ .‬עבודה עם ספק אחד עצמאי‪ :‬כוונו את יציאת הספק )‪ (Master‬ל‪.10V-‬‬ ‫חברו את הנגד אל הדקי הספק הראשי )‪ (Master‬ומדדו באמצעות הרמ"ס‬ ‫את המתח על הנגד ‪( RL‬מתוך קופסת הרכיבים שלרשותכם)‪.‬‬ ‫ב‪ .‬עבודה בחיבור טורי‪ :‬כוונו את הספקים לאופן‬ ‫עבודה טורי (בהתאם לסכמה מצד שמאל)‪ .‬קבעו‬ ‫מתחים של ‪ +10V‬ביציאות כ"א מהספקים לשם‬ ‫קבלת מתח כולל של ‪( 20V‬בצורה של מתח צף)‪.‬‬ ‫מדדו את המתח המתקבל על הנגד‪ .‬מהו פוטנציאל‬ ‫ההדק המשותף )‪ (COM - Common‬ביחס‬ ‫לאדמה?‬ ‫ג‪ .‬חברו כעת את יציאות הספק כך שמתחי היציאה‬ ‫יהיו ‪ ±10V‬סביב האפס (ע"י השוואת פוטנציאל‬ ‫עמוד ‪ /2‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ההדק לאדמה)‪ .‬חזרו על מדידת מתח ה‪( COM-‬ביחס לאותה נק' ייחוס)‪.‬‬ ‫ד‪ .‬עבודה בחיבור מקבילי‪ :‬בחרו קשר מקבילי בין יציאות הספק וקבעו‬ ‫מתח של ‪ 10V‬ביציאות הספק‪ .‬מדדו את המתח המתקבל על הנגד‪.‬‬ ‫‪ 0.1‬מטרת התרגיל‪ :‬קביעת מגבלת זרם (שתשמש להמשך המעבדה) באופן מדויק‪.‬‬ ‫נחשב את המתח הדרוש על מנת להשיג את זרם המטרה‪ ,‬ולאחר מכן נכוון אותו‬ ‫בספק המתח‪.‬‬ ‫א‪ .‬אפסו את מגבלת הזרם האפשרית‪.‬‬ ‫ב‪ .‬חברו את הנגד ‪ Rs‬אל הדקי הספק והחזירו את הספק למצב ‪.output on‬‬ ‫לידיעתכם‪ ,‬נגד ‪ Rs‬הינו נגד בהתנגדות נמוכה אך בעל הספק אפשרי גבוה‪,‬‬ ‫דבר המאפשר להעביר דרכו זרמים גבוהים יחסית‪.‬‬ ‫ג‪ .‬חברו את הדקי הנגד ‪ Rs‬לרמ"ס באופן מדידת מתח ישר‪.‬‬ ‫ד‪ .‬תוך כדי מעקב אחר המתח המתקבל על הנגד ‪ ,Rs‬התחילו להעלות את‬ ‫מגבלת הזרם (ללא שינוי מתח הספק) עד שהספק יעבור ממצב של מגבלת‬ ‫זרם למצב של בקרת מתח‪ .‬בנקודה זו‪ ,‬ברור לנו שהזרם שעובר שווה למתח‬ ‫חלקי העומס ולכן זרם זה שווה לזרם הסף שישמש כמגבלה לאורך הניסוי‪.‬‬ ‫מה הוא המתח על הנגד )‪ (VRs‬בשלב זה? רשמו את המדידה בדפי העבודה‪.‬‬ ‫ה‪ .‬מהו הזרם כפי שמופיע בספק?‬ ‫ו‪ .‬חשבו את התנגדות הנגד‪ .‬ודאו תוצאה זאת ע"י מדידה ישירה של ההתנגדות‬ ‫ברמ"ס‪.‬‬ ‫‪ 0.3‬מטרת התרגיל‪ :‬לימוד השימוש ברב מודד ספרתי – רמ"ס )‪(Digital Multimater‬‬ ‫ מדידות זרם‪ ,‬מתח והתנגדות ותרגול עבודה עם מטריצת החיבורים ‪(Bread‬‬‫)‪.Board‬‬ ‫תזכורת‪ :‬תצורת מדידת מתח‪ ,‬זרם והתנגדות‪:‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪V‬‬ ‫‪Ω‬‬ ‫הרכיבו את קונפיגורציות הנגדים השונות כפי שמתואר באיור (לא חייב להיות‬ ‫קשר בין המעגלים)‪ .‬השאירו בתחילה את כל מקורות המתח‪/‬זרם מנותקים וודאו‬ ‫שנית כי הרכבתכם תואמת את השרטוט‪.‬‬ ‫שימו לב‪:‬‬ ‫‪ ‬הסימון ‪ S‬באיור מסמל צומת שהדקיה משתנים‪.‬‬ ‫‪ ‬החיצים המכוונים כלפי מטה מסמנים "אדמה"‪.‬‬ ‫‪ ‬חיצים המכוונים כלפי מעלה מסמנים לרב כניסת מתח ספק )‪.(Vcc‬‬ ‫‪ ‬הקווים המרוסקים מסמנים חיבורים לא קבועים שמשתנים בהתאם‬ ‫לדרישות‪.‬‬ ‫עמוד ‪ //‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ ‬מטרת התרגיל במעגל השמאלי היא מימוש קונפיגורציות שונות באמצעות‬ ‫שרטוט מעגל אחד בסיסי ע"ג המטריצה‪.‬‬ ‫‪S3‬‬ ‫‪Vout‬‬ ‫‪R3‬‬ ‫‪R4‬‬ ‫‪S1‬‬ ‫‪S4‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫)‪(AC‬‬ ‫‪S1‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫‪R1‬‬ ‫‪S5‬‬ ‫מעגל ‪/‬‬ ‫‪R1‬‬ ‫‪S2‬‬ ‫‪S2‬‬ ‫מעגל ‪2‬‬ ‫מעגל ‪1‬‬ ‫המעגלים הדרושים לתרגיל מס' ‪1.3‬‬ ‫א‪ .‬מדידת התנגדות )‪(Resistance Measurement‬‬ ‫שימו לב הערכים של כל הרכיבים נתונים בדף ההנחיה שנמצא בסוף החוברת!‬ ‫‪ .i‬העבירו את הרמ"ס למצב מדידת התנגדות‪ .‬הערה‪ -‬יש לשים לב לא‬ ‫למדוד את ההתנגדות כאשר מקור המתח מחובר למעגל‪ ,‬כיוון שהוא‬ ‫מוסיף התנגדות במקביל‪.‬‬ ‫‪ .ii‬חברו את נגד ‪ R1‬על המטריצה ‪ .‬הדקים של ‪ R1‬יקראו ‪.S1,S2‬‬ ‫‪ .iii‬חברו את הרמ"ס להדקים ‪ S1,S2‬בהתאם למעגל ‪ 0‬באיור לעיל‬ ‫(השתמשו בתילים חד גידיים)‪.‬‬ ‫‪ .iv‬מדדו את התנגדות ‪.R1‬‬ ‫‪ .v‬השאירו את הרכיבים שחיברתם על המטריצה ועתה חברו את הנגד ‪R2‬‬ ‫על המטריצה כך שיהיה במקביל לנגד ‪ R1‬בהתאם למעגל ‪ 1‬באיור לעיל‪.‬‬ ‫‪ .vi‬מדדו את ההתנגדות עבור ‪ R1‬ו‪ R2-‬יחדיו במקביל‪.‬‬ ‫‪ .vii‬בדקו האם ניתן לשנות את החיבורים במעגל ללא הזזת הנגדים כך‬ ‫שנקבל קונפיגורציה טורית של ‪.R1,R2‬‬ ‫אם ניתן‪ ,‬בצעו את החיבור והמשיכו לסעיף הבא‪.‬‬ ‫אם לא ניתן‪ ,‬איך היה צריך לחבר את הנגדים כך שהתשובה תהיה כן?‬ ‫(הזיזו נגדים לחיבור הנדרש)‪.‬‬ ‫‪ .viii‬מדדו את ההתנגדות עבור ‪ R1‬ו‪ R2-‬בסידור טורי‪.‬‬ ‫ב‪ .‬מדידת מתח ‪ DC‬בקונפיגורציה טורית של הספק וקונפיגורציה טורית של ‪R1‬‬ ‫ושל ‪.R2‬‬ ‫‪ .i‬העבירו את הרמ"ס למצב מדידת מתח ‪.DC‬‬ ‫‪ .ii‬חברו את ספק המתח אל המטריצה כפי שהוסבר‪ .‬מצאו וקבעו את מתח‬ ‫הכניסה על שני הנגדים ‪ R1 and R2‬כך שעל נגד ‪ R1‬יהיה מתח ‪V1=4V‬‬ ‫כפי שנתון בדף ההנחיה‪.‬‬ ‫‪ .iii‬חברו את הרמ"ס למטריצה על מנת למדוד את מתח הכניסה על הדקי‬ ‫כניסת המעגל )‪ .(S1 and S2‬מהי הסטייה מהערך אותו קבעתם בספק?‬ ‫האם המדידה זהה באופן מעשי למדידה הישירה מיציאת הספק?‬ ‫עמוד ‪ /5‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ .iv‬מדדו את מתח ה‪ (V1) DC-‬על נגד ‪ .R1‬מהי הסטייה מהערך הנתון‬ ‫‪?V1=4V‬‬ ‫ג‪ .‬מדידת מתח ‪AC‬‬ ‫‪ .i‬העבירו את הרמ"ס למצב מדידת מתח ‪.AC‬‬ ‫‪ .ii‬חברו תחילה את הנגדים של מעגל ‪ 3‬שבאיור לעיל‪.‬‬ ‫‪ .iii‬וודאו כי ההדק של ‪ R4‬שלא מחובר ל‪ R3-‬מוארק אל האדמה הכללית‪.‬‬ ‫‪ .iv‬חברו לכניסה )‪ Vin (AC‬מתח סינוס בערך ‪ )peak-to-peak( Vin‬ע"פ דף‬ ‫ההנחיה בין ההדקים ‪( S4,S5‬שימו לב מה זה בעצם הדק ‪.)S5‬‬ ‫‪ .v‬מדדו את מתח ה‪ (Veff) AC-‬בין נקודה ‪ S3‬לבין האדמה‪.‬‬ ‫ד‪ .‬מדידת זרם ‪AC‬‬ ‫‪ .i‬חברו את הרמ"ס בתצורה של מדידת זרם כך שימדוד את הזרם על ‪.R4‬‬ ‫להזכירכם – מדידת זרם על ענף מתבצעת דרך הדקי המודד עצמו‪:‬‬ ‫‪A‬‬ ‫‪ .ii‬ודאו כי כניסת מתח ה‪ AC-‬בעלת ערך ‪ Veff‬כפי שהוזן מקודם‪.‬‬ ‫‪ .iii‬מדדו את זרם ה‪(Ieff) AC-‬‬ ‫‪ .iv‬חשבו את ערכי הנגדים ‪ R3‬ו‪ .R4-‬היעזרו בנוסחאות‪:‬‬ ‫‪Veff _ in  R4‬‬ ‫‪R3  R4‬‬ ‫‪Veff _ S 3 ‬‬ ‫‪Veff _ in‬‬ ‫‪I eff‬‬ ‫‪R3  R4 ‬‬ ‫שימו לב‪ :‬לערכים המעשיים של הנגדים קיימת סטייה מערכם הנקוב‪.‬‬ ‫ה‪ .‬מדידת זרם ‪( DC‬במעגל הימני באיור)‬ ‫‪ .i‬מקור הזרם שישמש אותנו בסעיף זה הוא ספק מתח ‪.DC‬‬ ‫‪ .ii‬חברו את מקור הזרם אל המטריצה (כניסה מהמקור תיעשה אל עמודות‬ ‫הצד במטריצה ומהן יתבצע החיבור אל פנים המטריצה)‪ .‬חברו את‬ ‫כניסת הזרם כך שהעומס במעגל יהיה הנגדים ‪ R3,R4‬בטור‪.‬‬ ‫‪ .iii‬חברו אל הדקי המעגל מתחים של ‪ +10V‬ו‪ 1 -‬בהתאמה‪.‬‬ ‫‪ .iv‬חברו את הרמ"ס כך שימדוד את הזרם שספק הזרם מניב‪.‬‬ ‫‪ .v‬העבירו את הרמ"ס למצב מדידת זרם‪.‬‬ ‫‪ .vi‬מדדו את זרם ה‪ .DC-‬נדרש דיוק של ‪.±1.1mA‬‬ ‫‪ 0.4‬מקור זרם קבוע )‪ - (C.C.S‬מטרת התרגיל היא לאפיין מקור זרם ולבחון את‬ ‫התנהגותו בתחום העבודה ומחוצה לו‪.‬‬ ‫עמוד ‪ /4‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫בשלב הראשון בתרגיל נכייל את מקור הזרם להוצאת ערך הזרם הרצוי ע"י איזון‬ ‫זרם הבסיס באמצעות שינוי מחלק מתח הכניסה (קובע את מערכת המשוב של‬ ‫הטרנזיסטור) ובשלב השני נמצא את תחום עומסי היציאה עבורם המערכת‬ ‫מקיימת את הדרישות עליה (זהו תחום עבודת המקור)‪.‬‬ ‫לשם כיול המערכת‪ ,‬נחבר את הדק ה‪ collector-‬לנגד ‪ RL‬כפי שנתון בדפי‬ ‫ההנחיה‪ .‬כדי לקבל זרם יציאה יציב‪ ,‬נדרוש כי זרם הבסיס יקיים‪,IB<<Iin :‬‬ ‫כאשר ‪ Iin‬הוא הזרם דרך הנגדים ‪.R1 and R2‬‬ ‫בתרגיל נשתמש בטרנזיסטור מסוג ‪ data sheet( MJE371‬נמצא באתר)‪.‬‬ ‫]‪Vcc = 10[V‬‬ ‫‪RE‬‬ ‫‪IE‬‬ ‫‪RB1‬‬ ‫‪IB‬‬ ‫‪Iin‬‬ ‫‪IC‬‬ ‫‪RB2‬‬ ‫‪RL‬‬ ‫‪GND‬‬ ‫הכניסה האידיאלית למקור הזרם הנה מקור מתח יציב ומדויק‪ .‬בדוגמא זו ישמש‬ ‫מחלק המתח בענף הכניסה תחליף למקור מתח האידיאלי ויהיה מורכב מנגד קבוע‬ ‫ומפוטנציומטר (נגד משתנה) כך שבאופן מעשי התנגדויות הכניסה עונות לסכמה‬ ‫הבאה‪:‬‬ ‫‪RB1‬‬ ‫‪RB2‬‬ ‫עמוד ‪ /6‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫שלב ראשון‪:‬‬ ‫עבור הנגד ‪ RL‬והספסיפיקציות המפורטות בדפי העבודה‪ ,‬ניתן להגיע לערך המטרה‬ ‫של הזרם דרך הנגד ‪ RL‬ע"י כיוון הנגדים ‪ RB1‬ו‪.RB2 -‬‬ ‫עבור דרישת של זרם בסיס בערך ‪ I E ‬אשר יהיה קטן מאוד מהזרם הכולל בענף‬ ‫העובר אל האדמה ( ‪ .) I in‬חשבו ‪ I in‬אשר מקיים בקירוב את הדרישה מתוך ערכי‬ ‫ההתנגדות המשוקללת (סכומה קבוע) במחלק המתח‪:‬‬ ‫‪Vcc‬‬ ‫‪I in‬‬ ‫‪(i) RB1  RB 2 ‬‬ ‫בנוסף‪ ,‬מידיעת זרם המטרה ב‪ collector-‬כפי שנתון בדפי ההנחיה וקשרי הזרמים‬ ‫והמתחים בטרנזיסטור ניתן להגיע אל ‪( .VB‬ראו שאלות הכנה עמוד ‪ )17‬על ענף‬ ‫הכניסה מתקיים‪:‬‬ ‫‪RB1‬‬ ‫‪ VB‬‬ ‫‪RB1  RB 2‬‬ ‫‪(ii) Vcc ‬‬ ‫כאשר ‪ RB 2‬ו‪ RB1 -‬הינם הנגד העליון והתחתון במחלק הזרם הכולל (על כל הענף)‬ ‫בהתאמה‪ .‬שימו לב‪ ,‬ערך נגד הפוטנציומטר המקסימלי ‪ RB‬נתון בדפי ההנחיה‪.‬‬ ‫א‪ .‬ע"פ נוסחאות )‪ (i‬ו‪ ,(ii)-‬מהם ערכי הנגדים הדרושים במחלק המתח? יש‬ ‫לחשב את כל הערכים בטרם ניגש לעבודה‪.‬‬ ‫ב‪ .‬ע"י חיבור הדקי הפוטנציומטר לרמ"ס באופן מדידת התנגדות‪ ,‬כוונו את‬ ‫בורר הפוטנציומטר קרוב ככל הניתן לערכי ההתנגדויות שמצאתם‪.‬‬ ‫ג‪ .‬בשל הקירוב שביצענו עבור קביעת ‪( I in‬בהזנחת זרם הבסיס)‪ ,‬ערכי מחלק‬ ‫המתח בכניסה לא יביאו לזרם המטרה במדויק‪ .‬כדי להגיע לערך זה‪,‬‬ ‫נכוון כעת את הפוטנציומטר באופן אמפירי ע"י מדידת זרם ‪: I C‬‬ ‫‪ .i‬וודאו כי ספקי המתח מכובים‪.‬‬ ‫‪ .ii‬חברו את מקור הזרם שקיבלתם מהמדריך ע"פ השרטוט הנתון‪.‬‬ ‫‪ .iii‬חברו את הדק ה‪ collector-‬לנגד ‪ 1.2KΩ‬ולרמ"ס באופן מדידת‬ ‫זרם ישר‪.‬‬ ‫‪ .iv‬הדליקו את ספק המתח‪ ,‬מדדו את זרם ה‪ collector-‬ההתחלתי‬ ‫ונסו להגיע אל זרם המטרה (‪.)Igoal of Ic‬‬ ‫‪ .v‬מה ערכי ההתנגדויות שקיבלתם לאחר צורת כיוון זו?‬ ‫‪ .vi‬מדדו את הזרמים ‪ IC‬ו‪ IE-‬וחשבו את היחס ביניהם‪ .‬מה הקשר של‬ ‫יחס זה למאפייני הטרנזיסטור‪.‬‬ ‫שלב שני‪:‬‬ ‫כעת נוסיף עומסים שונים על ענף ה‪ collector-‬ונבחן את השפעתם על הזרם בענף‪.‬‬ ‫א‪ .‬הציבו בתור ‪ RL‬שלושה ערכי נגדים שונים בתחום המוגדר בדפי העבודה‬ ‫(‪ )51-811Ω‬ומדדו את הזרם ‪ .IC‬האם הזרם משתנה?‬ ‫עמוד ‪ /7‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ב‪ .‬הציבו נגד בערך ‪ RL4 =10KΩ‬ומדדו את הזרם ‪ .IC‬האם הוצאנו את‬ ‫מקור הזרם מנקודת העבודה? מדדו בנוסף את ‪ – IE‬האם קשר הזרמים‬ ‫המאפיין את הטרנזיסטור עדיין מתקיים?‬ ‫ג‪ .‬בקונפיגורציה זו זרם רב מתבזבז על נגד ‪ RB1‬ועובר לאדמה‪ .‬הציעו‬ ‫קונפיגורציה אחרת של ענף הכניסה אשר ימנע בזבוז זה (ניתן להוסיף‬ ‫רכיבים מסוגים שונים)‪.‬‬ ‫ביצוע הניסוי ‪ -‬חלק שני‬ ‫‪ ‬הקפידו תמיד לעבוד במצב של ‪ Calibrate‬כפתור (‪ Probe‬במשקף) ביחס של ‪.0:0‬‬ ‫‪ ‬בכל שלב בו תידרשו לכוון את יציאת מחולל האותות‪ ,‬היעזרו במשקף או‬ ‫ברמ"ס‪.‬‬ ‫‪ 1.0‬מטרת התרגיל‪ :‬הרכבת מעגל ובחינת התנהגות מעגל ‪.RC‬‬ ‫א‪ .‬יש לחבר את המעגל החשמלי המתואר‬ ‫באיור הבא ע"ג המטריצה כאשר ערך‬ ‫הנגד והקבל הוא כדלהלן‪:‬‬ ‫‪. R  1K  , C  1.5 F‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫ה‪.‬‬ ‫ו‪.‬‬ ‫ז‪.‬‬ ‫כוונו את יציאת המחולל (היעזרו‬ ‫במשקף) כך שאות היציאה יוגדר‬ ‫כדלהלן‪:‬‬ ‫] ‪vS (t) = A  sin(2 f  t), Aptp  1[V‬‬ ‫התדר שיש להשתמש בו עבור סעיפים‬ ‫ב'‪-‬ט' הוא ]‪ . f1 =30 [Hz‬את יציאת‬ ‫המחולל יש לחבר למעגל‪.‬‬ ‫יש לחבר לשני ערוצי המשקף ‪ 0‬ו‪ 1-‬את שני המתחים )‪ V2(t),V1(t‬בהתאמה‪.‬‬ ‫מדדו באמצעות המשקף את מתח )‪ (RMS‬של כל ערוץ בנפרד‪ .‬חשבו את‬ ‫ההפרש בין המתחים‪.‬‬ ‫מדדו באמצאות המשקף (ע"י שימוש ב‪ )"Math Function"-‬את הפרש‬ ‫המתח )‪ (RMS‬בין ‪ 1‬הערוצים‪ .‬השוו לתוצאה שהתקבלה בסעיף הקודם‪.‬‬ ‫חשבו את הזרם )‪ (RMS‬על הנגד ‪ R‬לפי תוצאות מדידת המתח בסעיפים ג'‬ ‫וד'‪.‬‬ ‫מדדו באמצעות המשקף את המתח )‪ (RMS‬על הקבל ‪.C‬‬ ‫מדדו באמצעות הרמ"ס את המתח על הקבל‪ .‬השוו לתוצאה שהתקבלה‬ ‫בסעיף הקודם‪.‬‬ ‫עמוד ‪ /8‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ח‪ .‬בהסתמך על גודל עכבת הקבל ‪ ZC 1 wc‬חשבו את הזרם בקבל‬ ‫‪ IC  VC ZC‬בהסתמך על המתח בקבל לפי סעיפים ו‪-‬ז‪ .‬השוו עם‬ ‫התוצאה שהתקבלה עבור הזרם בנגד ‪ R‬בסעיף ה‪ .‬האם התוצאות ברורות?‬ ‫‪RMS‬‬ ‫‪V‬‬ ‫ט‪ .‬בהסתמך על הנוסחה‪:‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪R 2   1C ‬‬ ‫‪V‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪Z‬‬ ‫‪I‬‬ ‫(הביטויים הנתונים מבטאים את גודל הפאזורים)‪.‬‬ ‫חשבו תיאורטית את הזרם הכללי במעגל והשוו לתוצאות שהתקבלו עבור‬ ‫הנגד והקבל‪ .‬הסבירו את התוצאות‪.‬‬ ‫השתמשו עבור הסעיפים י‪-‬י"ב ב‪ 3-‬תדרים הבאים‪:‬‬ ‫]‪. f1 =30[Hz], f 2 =300[Hz], f3 =30K[Hz‬‬ ‫י‪ .‬מדדו את הפרש המופע בין ‪ 1‬הערוצים ()‪ )V2(t),V1(t‬על ידי שימוש ב‪-‬‬ ‫"‪ "Cursors‬עבור כל אחד מהתדרים‪.‬‬ ‫יא‪ .‬מדדו את הפרש המופע בין ‪ 1‬הערוצים ()‪ )V2(t),V1(t‬באמצעות עקומת‬ ‫ליסג'יו עבור כל אחד מהתדרים‪.‬‬ ‫‪ ‬בין מה למה הזווית שמדדתם בסעיפים י‪-‬י"א?‬ ‫‪ ‬רמז‪ :‬היעזרו באיור הבא וקבעו האם זאת זווית ‪.  or ‬‬ ‫‪ ‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪Z‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪jwc‬‬ ‫‪ZC ‬‬ ‫יב‪ .‬בהסתמך על נוסחאות פאזת העומס ‪:Z‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1    RC‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪1 2‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪R ‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪Z‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪‬‬ ‫‪2‬‬ ‫‪CZ C R 2   1 2‬‬ ‫‪1   RC ‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪cos ‬‬ ‫‪sin ‬‬ ‫‪ ‬חשבו את ‪ φ‬והסבירו את משמעות של זווית זו‪( .‬בין מי הזווית מוגדרת?)‬ ‫עמוד ‪ /9‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ 1.1‬מטרת התרגיל‪ :‬לימוד השימוש במשקף ויחסי אותות קטנים וגדולים‪.‬‬ ‫חלק ‪- I‬‬ ‫א‪ .‬מדידת אורכי הדפקים וזמני עלייה של האות‬ ‫‪.i‬‬ ‫‪.ii‬‬ ‫‪.iii‬‬ ‫‪.iv‬‬ ‫‪.v‬‬ ‫כוונו את יציאת מחולל האותות לגל מרובע‪ ,‬בעל‬ ‫‪ ,D ,duty-cycle‬הנתון בטבלה‪ .‬חברו את היציאה‬ ‫לערוץ ‪ 0‬של המשקף‪.‬‬ ‫חברו את יציאת אות הסנכרון של מחולל האותות‬ ‫)‪ (T.T.L‬אל ערוץ ‪ 1‬של המשקף‪.‬‬ ‫העבירו את שני הערוצים במשקף למצב מדידת ‪"DC‬‬ ‫"‪.Coupling‬‬ ‫סנכרנו את המשקף לפי האות של ערוץ ‪.0‬‬ ‫מדדו את רוחב הדפקים ‪ Δt1‬ו‪ Δt2-‬בשני הערוצים‬ ‫(האיור נועד להמחשה בלבד)‪.‬‬ ‫ב‪ .‬מדידת קצבי עלייה ותדר האות‬ ‫‪.vii‬‬ ‫‪.viii‬‬ ‫‪.ix‬‬ ‫‪.x‬‬ ‫כעת צרו במחולל האותות גל משולש בתדר והאמפליטודה הנתונים לכם‬ ‫וחברו אותו לערוץ ‪ 0‬במשקף‪.‬‬ ‫חברו את יציאת אות הסנכרון של מחולל האותות )‪ (T.T.L‬אל ערוץ ‪ 1‬של‬ ‫המשקף‪.‬‬ ‫סנכרנו את המשקף על פי האות של ערוץ ‪.0‬‬ ‫מדדו את קצב העלייה של האות )‪.(SR1‬‬ ‫היעזרו בנוסחה‪:‬‬ ‫‪V2  V1‬‬ ‫‪t2  t1‬‬ ‫‪SR1 ‬‬ ‫‪ .xi‬סנכרנו את המשקף לפי האות של ערוץ ‪.1‬‬ ‫‪1‬‬ ‫‪ .xii‬מדדו את זמן המחזור וחשבו את התדר לפי‪:‬‬ ‫‪T2‬‬ ‫‪f2 ‬‬ ‫‪ .xiii‬מה הקשר בין ‪ SR1‬לבין ‪ f1‬ולבין ‪?f2‬‬ ‫‪ .xiv‬מה תוכלו להגיד על אופיו של האות מיציאת ‪ T.T.L‬של המחולל?‬ ‫חלק ‪- II‬‬ ‫ג‪ .‬מדידת אות ‪ AC‬קטן ברמה של מתח ‪DC‬‬ ‫שימו לב‪ :‬בכל עת שיש למדוד אות בעל עוצמת מתח נמוכה מומלץ לסנכרן את‬ ‫הערוץ הנמדד (בד"כ ערוץ ‪ )0‬עם אות בעל תדר זהה ועוצמה גבוהה יותר‪ .‬אות‬ ‫כזה‪ ,‬כפי שראינו בסעיף ב' מתקבל מיציאת הסנכרון של המחולל עצמו‪.‬‬ ‫עמוד ‪ 5/‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫במעגל המצורף קיימים שלושה מסננים אשר לכל אחד תפקיד שונה כמצוין‬ ‫בתוך הבלוק המתאים‪.‬‬ ‫)‪Vcc (DC‬‬ ‫‪1. AC+DC‬‬ ‫‪2. PHASE = /°‬‬ ‫‪Vout1‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫)‪(AC‬‬ ‫‪/. PHASE = φ°‬‬ ‫‪Vout2‬‬ ‫כניסת ‪ Vin‬הינה כניסת האות הקטן ממחולל האותות וכניסת ‪ Vcc‬הינה כניסת‬ ‫ספק המתח‪ .‬היציאות ‪ Vout1,2‬מיועדות לחיבורים אל ערוצי המשקף‪ .‬נתבונן‬ ‫במבנה כל בלוק לצורך מימושו (שימו לב שרק בלוק ‪ 0‬מחובר למתח ‪:)DC‬‬ ‫‪2. PHASE = /°‬‬ ‫‪3. PHASE = φ°‬‬ ‫‪1. AC+DC‬‬ ‫)‪Vcc (DC‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫‪Vout3‬‬ ‫‪Rpract‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫‪Vout2‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪.i‬‬ ‫‪.ii‬‬ ‫‪.iii‬‬ ‫‪.iv‬‬ ‫‪R1‬‬ ‫‪Vout1‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫)‪(AC‬‬ ‫‪R3‬‬ ‫הרכיבו את כל המעגלים ע"ג מטריצת החיבורים בהתאם לשרטוטים‬ ‫שהכנתם מראש‪ .‬השאירו את כניסת ויציאת המתח מנותקות‪ .‬קראו‬ ‫למדריך לאישור המעגל המורכב‪ .‬עבור ‪ Rpract‬הציבו בתחילה נגד בעל ערך‬ ‫של ‪. 1.2KΩ‬‬ ‫חברו לכניסה ‪ Vin‬אות סינוס סימטרי ממחולל האותות באמפליטודה ‪A‬‬ ‫ותדר ‪ .f‬כפי שנתון בדף ההנחיה‪ .‬שימו לב כי אכן אין ‪ offset‬לכניסת‬ ‫המחולל‪.‬‬ ‫נתקו את בלוקים ‪ 1,3‬והשאירו את בלוק ‪ 0‬כמעגל הפעיל כעת‪ .‬כלומר‪,‬‬ ‫חברו את כניסותיו ויציאותיו אל כניסות ויציאות המעגל הכללי‪.‬‬ ‫מדדו את משרעת האות המתקבל )]‪.(Vout1[AC‬‬ ‫במידה ולא מתקבל אות ברור ע"ג המשקף בדקו את כניסת הסנכרון אליו‪,‬‬ ‫עמוד ‪ 51‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫שנו את טווח הזמן של התצוגה האופקית ושנו את הגדרת צימוד האות‬ ‫)‪.(AC/DC Coupling‬‬ ‫‪ .v‬מדדו את מתח ה‪.(Vout1[DC]) DC-‬‬ ‫‪ .vi‬חשבו את מתח ה‪ DC-‬המצופה בהתאם לערכי הנגדים במעגל )‪.(Vout1cal‬‬ ‫ד‪ .‬מדידת פאזה‬ ‫‪.i‬‬ ‫‪.ii‬‬ ‫‪.iii‬‬ ‫‪.iv‬‬ ‫‪.v‬‬ ‫‪.vi‬‬ ‫‪.vii‬‬ ‫‪.viii‬‬ ‫‪.ix‬‬ ‫חברו את כניסת ‪( Vin‬גל סינוסי כמקודם) גם לבלוק ‪ 1‬וגם לבלוק ‪.3‬‬ ‫הגדילו את תדר אות הכניסה פי ‪ 011‬ביחס לאות בסעיף הקודם‪.‬‬ ‫חברו את האות ‪ Vout2‬אל ערוץ ‪ 0‬במשקף ובהתאמה את ‪.Vout3‬‬ ‫העבירו את שני הערוצים למצב מדידה "‪."AC Coupling‬‬ ‫סנכרנו את המשקף לפי האות בערוץ ‪ 0‬והגדירו "‪."Source 1‬‬ ‫מדדו את הפרש המופע בזמן בין האותות שני הערוצים (נסמנו ב‪ ,)Q-‬מתוכו‬ ‫חשבו את הפאזה ברדיאנים‪.‬‬ ‫כוונו ‪ /‬וודאו כי מתח ה‪( DC-‬ממוצע) האות במחולל הינו אפס‪.‬‬ ‫תחת האפשרות "‪ "Math Operations‬במשקף‪ ,‬הפעילו פעולת חיבור בין שני‬ ‫הערוצים‪.‬‬ ‫חשבו מה ערך הנגד הרצוי (‪ ,(Rideal‬עבור ערך הקבל הנתון בבלוק ‪ ,3‬אשר ייצור‬ ‫עיכוב פאזה של ‪( 0‬נתונה בדפים) בין הערוצים‪ .‬היעזרו בקשר‪:‬‬ ‫‪  tan 1  j  R ZC ‬‬ ‫‪ .x‬מהו הנגד (שברשותכם) הכי קרוב בערכו לערך המחושב )‪ ?(Rpract‬מהו עיכוב‬ ‫הפאזה שהצבתו במעגל מניבה (‪ ?(Qpract‬איזה פרמטר נוסף במעגל‪/‬אות תוכלו‬ ‫לשנות על מנת להגיע לעיכוב הפאזה הרצוי?‬ ‫עמוד ‪ 52‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ 1.3‬מטרת התרגיל‪ :‬לימוד השימוש במחולל‪.‬‬ ‫שימו לב‪ :‬בכל עת שיש למדוד אות בעל עוצמת מתח נמוכה מומלץ לסנכרן את‬ ‫הערוץ הנמדד (בד"כ ערוץ ‪ )0‬עם אות בעל תדר זהה ועוצמה גבוהה יותר‪.‬‬ ‫המעגל החשמלי עבור תרגיל זה הינו‪:‬‬ ‫‪R‬‬ ‫‪S‬‬ ‫‪Vout‬‬ ‫‪Vin‬‬ ‫‪L‬‬ ‫‪C‬‬ ‫‪R3‬‬ ‫‪R2‬‬ ‫א‪ .‬השפעת העומס על משרעת המחולל‬ ‫‪.i‬‬ ‫‪.ii‬‬ ‫‪.iii‬‬ ‫‪.iv‬‬ ‫‪.v‬‬ ‫‪.vi‬‬ ‫‪.vii‬‬ ‫‪.viii‬‬ ‫‪.ix‬‬ ‫הרכיבו ע"ג מטריצת החיבורים את המעגל הנתון באיור ובהתאם לשרטוט‬ ‫שהכנתם מראש‪ .‬השאירו את הדקי ‪ R2‬ו‪ R3-‬מנותקים מצומת ‪.S‬‬ ‫חברו לכניסה ‪ Vin‬אות סינוס ממחולל האותות בהתאם למאפיינים שבדף‬ ‫ההנחיה‪.‬‬ ‫חברו לערוץ ‪ 0‬של המשקף יציאה מהדקי הכניסה ‪.Vin‬‬ ‫וודאו כי המשקף במצב מדידת "‪."AC Coupling‬‬ ‫מדדו את משרעת האות בהדקי הכניסה (נגדירו כ‪.)V1-‬‬ ‫חברו את הדקו החיובי של הנגד ‪ R2‬אל צומת ‪.S‬‬ ‫מדדו את משרעת האות המתקבל כעת ‪ .V2 -‬כלומר‪ ,‬עליכם למדוד כיצד‬ ‫משתנה הכניסה ממקור המתח כתלות במעגל‪.‬‬ ‫חברו כעת את נגד ‪ R3‬במקום נגד ‪ R2‬וחזרו על המדידה מאותם ההדקים‬ ‫(נסמנה כ‪.)V3-‬‬ ‫בהנחה ש‪ R>>R2 -‬ו‪ R>>R3 -‬וההתנגדות הפנימית הטורית של מחולל‬ ‫האותות היא ‪ ,50Ω‬חשבו את ערכי הנגדים ‪ R2‬ו‪ .R3-‬היעזרו בנוסחאות‪:‬‬ ‫‪V R‬‬ ‫‪V1  R2‬‬ ‫‪; V3  1 3‬‬ ‫‪R2  50‬‬ ‫‪R3  50‬‬ ‫‪V2 ‬‬ ‫‪ .x‬מדוע יש צורך בהנחה כי ‪ R‬גדול מאוד ביחס לנגדים האחרים?‬ ‫ב‪ .‬מדידת תדר התהודה‬ ‫עמוד ‪ 5/‬מתוך ‪45‬‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪.i‬‬ ‫‪.ii‬‬ ‫‪.iii‬‬ ‫‪.iv‬‬ ‫‪.v‬‬ ‫‪.vi‬‬ ‫‪.vii‬‬ ‫‪.viii‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫החליפו במעגל את הנגד ‪ R‬ב‪.R1-‬‬ ‫חברו לכניסה ‪ Vin‬אות סינוס ממחולל האותות בהתאם לדף ההנחייה‪.‬‬ ‫חברו לערוץ ‪ 0‬של המשקף את היציאה ‪.Vout‬‬ ‫נתקו את הדקי ‪ R3‬וודאו כי ‪ R2‬גם מנותק‪.‬‬ ‫בחנו את משרעת האות ‪.Vout‬‬ ‫שנו את תדר האות המופק ממחולל האותות תוך שמירת משרעת האות‬ ‫בכניסה ומצאו את תדר התהודה של המעגל "‪.(fres) "LC‬‬ ‫מדדו את משרעת האות )‪ (Vres‬ביציאה ‪ .Vout‬שימו לב שהאות ביציאה ‪Vout‬‬ ‫יכול להיות קטן בהרבה מזה שבכניסה‪.‬‬ ‫חשבו את תדר התהודה של המעגל‪ .‬האם ישנה התאמה בין התוצאות?‬ ‫עמוד ‪ 55‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫נספח ‪ :0‬דפי עבודה‬ ‫חלק ראשון –‬ ‫תרגיל הכנה ‪2‬ג' ‪ -‬הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫תרגיל הכנה ‪– 3‬מדידה אוטומטית‪:‬‬ ‫ערכים‬ ‫]‪Vptp [Volt‬‬ ‫]‪T [sec‬‬ ‫]‪Freq [Hz‬‬ ‫‪Vrms‬‬ ‫]‪[Volt‬‬ ‫‪Raise‬‬ ‫‪Time‬‬ ‫]‪[sec‬‬ ‫מדידות‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫תרגיל הכנה ‪– 4‬מדידה ידנית‪:‬‬ ‫ערכים‬ ‫]‪Vptp [Volt‬‬ ‫]‪T [sec‬‬ ‫]‪Freq [Hz‬‬ ‫‪Vrms‬‬ ‫]‪[Volt‬‬ ‫‪Raise‬‬ ‫‪Time‬‬ ‫]‪[sec‬‬ ‫מדידות‬ ‫תרגיל הכנה ‪ – 5‬הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫‪ .0.0‬א'‪-‬ג'‪:‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫ד‪.‬‬ ‫)‪VL(independent‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫)‪Vcommon(serial‬‬ ‫)‪VL(serial‬‬ ‫)‪Vcommon (serial -GND‬‬ ‫)‪VL(parallel‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫עמוד ‪ 54‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ .1.2‬מדידת רמ"ס‪:‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫]‪Rs[Ω‬‬ ‫‪VRs‬‬ ‫]‪I [A‬‬ ‫‪.1.3‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫]‪R1 [Ω‬‬ ‫]‪R1+ R2 [Ω‬‬ ‫]‪R1||R2 [Ω‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫כניסת המעגל‪V‬‬ ‫]‪([V‬מולטימטר)‬ ‫]‪VR1 [v‬‬ ‫‪Verror%‬‬ ‫‪Verror%‬‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫הסברים‪______________________________________________________:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫ג‪-‬ד‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫]‪Ieff [mA‬‬ ‫]‪Veff_S3 [V‬‬ ‫]‪R4 [Ω] R3 [Ω‬‬ ‫ה‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫‪ 0.4‬מקור זרם ‪-‬‬ ‫חלק ‪I‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‬ ‫‪Iin‬‬ ‫ערכים‬ ‫תוצאות מעשיות‬ ‫ערכים‬ ‫חישוב‪/‬מדידות‬ ‫]‪IDC [mA‬‬ ‫]‪RB2 [Ω‬‬ ‫]‪RB2 [Ω‬‬ ‫]‪ICinitial [mA] ICgoal [mA‬‬ ‫עמוד ‪ 56‬מתוך ‪45‬‬ ‫]‪RB1 [Ω‬‬ ‫]‪RB1 [Ω‬‬ ‫]‪RB2 [Ω‬‬ ‫]‪RB1 [Ω‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫ערכים‬ ‫חישוב‪/‬מדידות‬ ‫]‪IE [mA‬‬ ‫]‪IC [mA‬‬ ‫‪IE / IC‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫________________________________________________________‬ ‫________________________________________________________‬ ‫חלק ‪II‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫]‪RL1 [Ω‬‬ ‫]‪IC1 [mA‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫]‪RL2 [Ω‬‬ ‫]‪IC2 [mA‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫]‪RL3 [Ω‬‬ ‫]‪IC3 [mA‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫]‪RL4 [Ω‬‬ ‫]‪IC4 [mA‬‬ ‫]‪IE4 [mA‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫________________________________________________________‬ ‫________________________________________________________‬ ‫ג‪ .‬הסברים‪:‬‬ ‫________________________________________________________‬ ‫________________________________________________________‬ ‫עמוד ‪ 57‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫מעבדה ‪( 2‬חלק שני)‬ ‫‪.2.1‬‬ ‫ג‪+‬ד‪ .‬מדידת משקף‪:‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫)‪V2(RMS‬‬ ‫)‪V1(RMS‬‬ ‫)‪V1(RMS) -V2(RMS‬‬ ‫)‪VR- MATH(RMS‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫ה‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‬ ‫ו‪-‬ז‪.‬‬ ‫לפי סעיף ג'‬ ‫]‪IR(RMS) [mA‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫לפי סעיף ד'‬ ‫]‪IR(RMS) [mA‬‬ ‫]‪VC(RMS) [V‬‬ ‫]‪VC (multimeter) [V‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫ח‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫]‪IC(RMS) [mA‬‬ ‫]‪Ic( multimeter ) [mA‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫ט‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‬ ‫]‪I [mA‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫עמוד ‪ 58‬מתוך ‪45‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫י‪-‬יב‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫]‪f=30 [Hz‬‬ ‫]‪f=300 [Hz‬‬ ‫]‪f=30K [Hz‬‬ ‫)‪φ (cursor‬‬ ‫‪( φ‬ליסג'ו)‬ ‫)‪φ (calculation‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫‪ .2.2‬חלק ‪:I‬‬ ‫א‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫מדידות‬ ‫]‪Δt1 [s‬‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫]‪SR1 [V/s‬‬ ‫]‪Δt2 [s‬‬ ‫]‪T [s‬‬ ‫]‪f [Hz‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫חלק ‪:II‬‬ ‫ג‪.‬‬ ‫ד‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫ערכים‬ ‫חישוב‪/‬מדידות‬ ‫]‪Vout1cal [V] Vout1[DC] [V] Vout1[AC] [V‬‬ ‫]‪Q [rad‬‬ ‫]‪Φ [rad] T [ms‬‬ ‫]‪Rideal [Ω‬‬ ‫]‪Qpract Rpract [Ω‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫עמוד ‪ 59‬מתוך ‪45‬‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫‪ .2.3‬א‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫]‪V1 [V‬‬ ‫]‪V2 [V‬‬ ‫]‪V3 [V‬‬ ‫]‪R2 [Ω‬‬ ‫]‪R3 [Ω‬‬ ‫הסברים‪:‬‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫_____________________________________________________________‬ ‫ב‪.‬‬ ‫ערכים‬ ‫חישובים‪/‬מדידות‬ ‫]‪fres [Hz‬‬ ‫]‪vin [V‬‬ ‫עמוד ‪ 4/‬מתוך ‪45‬‬ ‫]‪Vout [V‬‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫נספח ‪ :2‬דף עזר לשרטוט מעגלים ע"ג מטריצת חיבורים (‪ 1‬מטריצות אחת ליד השנייה)‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫תרגיל‪________:‬‬ ‫שם‪ _______________:‬מעבדה מס'‪______:‬‬ ‫הערות‪_________________________________________________:‬‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫עמוד ‪ 41‬מתוך ‪45‬‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫נספח ‪ :2‬דף עזר לשרטוט מעגלים ע"ג מטריצת חיבורים (‪ 1‬מטריצות אחת ליד השנייה)‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫תרגיל‪________:‬‬ ‫שם‪ _______________:‬מעבדה מס'‪______:‬‬ ‫הערות‪_________________________________________________:‬‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫עמוד ‪ 42‬מתוך ‪45‬‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫מעבדת חשמל‪,‬‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫הנדסה ביו‪-‬רפואית‬ ‫מעבדות הוראה‬ ‫נספח ‪ :2‬דף עזר לשרטוט מעגלים ע"ג מטריצת חיבורים (‪ 1‬מטריצות אחת ליד השנייה)‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫תרגיל‪________:‬‬ ‫שם‪ _______________:‬מעבדה מס'‪______:‬‬ ‫הערות‪_________________________________________________:‬‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫○ ○ ○ ○ ○‬ ‫עמוד ‪ 4/‬מתוך ‪45‬‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ‫○‬ ,‫מעבדת חשמל‬ ‫הכרת מכשור מדידה‬ ‫רפואית‬-‫הנדסה ביו‬ ‫מעבדות הוראה‬ :)3 ‫דף הנחייה וערכים (קבוצה‬ Exercise #1.1: RL = 2.2 [KΩ] Exercise #1.2: Rs = ? [Ω] (high power resistance) Exercise #1./: V1 = 4 [V] R1=R2=R3 = 1 [KΩ] (should be unknowns) R4 = 1.5 [KΩ] (should be unknown) Vin = 3 [V], 100[Hz] (sinus wave) Exercise #1.4: RE = 1 [KΩ] RB = 500 [Ω] (maximal resistance) RL1-3 = three different resistance values in the range: 10-800 [Ω] and fourth trial with value of 1.2 [KΩ] RL4 = 10 [KΩ] Vcc = 10 [V] Igoal = 5 [mA] (target current in collector branch) Exercise #2.1: vS (t) = A  sin(2 f  t) A ptp  1[V ] f1 =30 [Hz] R  1K  Exercise #2.2: PART I: PART II: f 2 =300 [Hz] C  1.5 F f3 =3K [Hz] rectangle wave: Amp = 1.6 [V], D = 67%, f = 1[KHz] triangular wave: Amp = 1.6 [V], D=50%, f = 1[KHz] sine wave: Amp = 300 [mV], D = 50%, f = 125[Hz] VCC = 5 [V] (DC) R1=R3 = 1 [KΩ] R2 = 0.1 [KΩ] C = 2.2 [μF] 0 = 30o Exercise #2.3: sine wave: Amp = 1 [V], D = 50%, R = 1.6 [MΩ] R1= 0.1 [KΩ] R2 = 1 [KΩ] (unknown) R3 = 0.1 [KΩ] (unknown) C = 2.2 [μF] L = 12.7 [mH] (unknown) f = 1.5[KHz] 45 ‫ מתוך‬45 ‫עמוד‬