Laboratorio: Generatore di Funzioni

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Il generatore di funzioni (generatore di forme d'onda, function generator) è un apparecchio che permette di generare segnali elettrici periodici. Le forme d'onda più comuni sono:

Segnale sinusoidale

Segnale sinusoidale

Onda quadra

Onda quadra

Onda triangolare

Segnale traingolare

Questi segnali possono dare origine a varianti, quali i segnali rettangolari o a denti di sega. Alcuni generatori di funzione permettono inoltre la generazione di segnali anche molto complessi (per esempio il battito cardiaco) e segnali di forma arbitraria (AWG, Arbitrary Waveform Generator).

Per ciascuno di questi segnali è possibile impostare l'ampiezza, la frequenza e l'offset.

Attività 1

Visualizzare sullo schermo dell'oscilloscopio i tre segnali sopra mostrati. Esplorare inoltre gli altri segnali che possono essere generati, in particolare l'AWG (se presente).

Descrivere l'effetto dei comandi Frequency, Amplitude ed Offset, di seguito mostrati:

Determinare inoltre:

La massima frequenza che può essere generata
La massima tensione che può essere generata
La minima tensione che può essere generata

Attività 2

Impostare il generatore di funzioni per generare una sinusoide con frequenza 1 kHz e ampiezza 1 V.

Collegare all'uscita una resistenza di 1 kΩ, misurare con l'oscilloscopio la tensione efficace e calcolare la corrente efficace e la potenza media; inserire infine tali valori in una tabella simile alla seguente (nota 1):

Resistenza [kΩ]	Tensione RMS [V]	Corrente RMS [mA]	Potenza media [mW]

Sostituire il resistore con un altro di valore (circa) doppio, quadruplo, metà, un quarto... e completare la tabella. Disegnare su tre grafici il legame tra:

tensione (asse Y) e resistenza (asse X)
corrente (asse Y) e resistenza (asse X)
potenza (asse Y) e resistenza (asse X)

Rispondere alle seguenti domande utilizzando i dati effettivamente raccolti nella tabella, ma anche (a scelta) facendo un esperimento mentale che estrapola dati da quelli esistenti, oppure facendo nuove misure con altri resistori, da inserire nella stessa tabella.

Per quale valore di R abbiamo la massima tensione in uscita?
Per quale valore di R abbiamo la massima corrente in uscita?
Per quale valore di R abbiamo la massima potenza in uscita?

Avanzato: come può essere immaginato il circuito equivalente del generatore di funzioni? Qui un suggerimento.

Note

É vivamente consigliato un foglio elettronico (Excel, Calc) e usare le formule per il calcolo della corrente e della potenza

Data di creazione di questa pagina: gennaio 2023
Ultima modifica: 10 gennaio 2023