Rys. 8. Układ przeznaczony do zmierzenia charakterystyki częstotliwościowej
W układzie pomiarowym wyjście generatora dołączono do wejścia układu badanego (DUT – Device Under Test), zaś wyjście DUT połączono z wejściem oscyloskopu (rys. 9). Generator pracował w trybie Sweep z czasem przemiatania równym 2 sekundy, częstotliwością początkową 10 Hz i końcową 1 MHz. Aby uzyskać typowy wykres charakterystyki częstotliwościowej wybrano logarytmiczny charakter przemiatania. Niestety, wskazania osi pionowej oscyloskopu są liniowe, wzmocnienie jest więc podawane w V/V zamiast w dB. W pomiarze tym na ekranie oscyloskopu uzyskuje się odpowiedź badanego układu na wymuszenie podane z generatora, jest to więc jego charakterystyka częstotliwościowa. Dokładniej, charakterystyką tą będzie obwiednia uzyskanego oscylogramu po odcięciu dolnej połówki rys. 10.
Rys. 9. Układ pomiarowy do wyznaczania charakterystyki częstotliwościowej czwórnika
Rys. 10. Interpretacja charakterystyki częstotliwościowej uzyskanej z zastosowanie generatora pracującego w trybie Burst
Układ przebadano dla trzech wartości opornika R4 – 200 Ω, 27 kΩ i 100 kΩ uzyskując przebiegi jak na rys. 11. Potwierdzają one wstępną prognozę teoretyczną (obliczeniami wykonane w Excelu (rys. 12)), którą dodatkowo zweryfikowano symulacją komputerową wykonaną w programie LTSpiceIV (rys. 13). W stosunku do wyniku teoretycznego, w praktyce jest jeszcze obserwowane załamanie charakterystyki w okolicach 370 kHz. Wynika ono z bieguna wzmacniacza operacyjnego pracującego z otwartą pętlą sprzężenia zwrotnego, nieuwzględnionego w formule na transmitancję, a powodującego naturalne ograniczenie pasma wzmacniacza.
Rys. 11. Charakterystyki częstotliwościowe zdjęte w układzie pomiarowym z rysunku 9
Rys. 12. Obliczenia charakterystyk w Excelu
Rys. 13. Charakterystyki uzyskane w symulatorze LTSpiceIV
Pozostaje jeszcze problem przeliczania skali czasu na częstotliwość przebiegu wyświetlanego na ekranie oscyloskopu. Do obliczeń będzie przydatna formuła przedstawiona na rys. 10. Wybraną częstotliwość można zaznaczać opcją MarkFreq. Na wyjściu Sync pojawia się wówczas impuls rozpoczynający się w chwili startu przemiatania, kończy się natomiast dla ustawionej częstotliwości. Przebieg ten obserwowano w czasie pomiarów w drugim kanale oscyloskopu.
Jak widać, metoda badania pasma czwórnika wykorzystująca generator arbitralny pracujący w trybie Sweep nie jest może najwygodniejsza i najdokładniejsza, ale pozwala szybko zorientować się w prawidłowości działania układu, a także zweryfikować słuszność założeń projektowych w zakresie pasma roboczego.
