Αν τυλίξουμε ένα λεπτό μονωμένο σύρμα, πυκνά γύρω από ένα μολύβι και έπειτα αφαιρέσουμε το μολύβι, δημιουργείται ένα “πηνίο” ή αλλιώς “σωληνοειδές”. Αν περάσουμε και μια ράβδο σιδήρου (την οποία ονομάζουμε πυρήνα) από το εσωτερικό του πηνίου έχουμε έναν ηλεκτρομαγνήτη. Όταν το πηνίο διαρρέεται από ηλεκτρικό ρεύμα, ο σίδηρος μαγνητίζεται και συμπεριφέρεται σαν φυσικός μαγνήτης. Το σημαντικό όμως είναι ότι μόλις διακοπεί η παροχή ρεύματος, ο ηλεκτρομαγνήτης χάνει τις μαγνητικές του ιδιότητες. Με άλλα λόγια έχουμε ένα μαγνήτη, ισχυρότερο από τους φυσικούς και το βασικότερο, με μαγνητικές ιδιότητες μόνο για όσο θέλουμε εμείς.
Τα μέρη ενός ηλεκτρομαγνήτη
Εφαρμογές του ηλεκτρομαγνήτη είναι το τηλέφωνο, το ηλεκτρικό κουδούνι, οι αυτόματες ηλεκτρικές κλειδαριές, οι ηλεκτρομαγνητικοί γερανοί, ενώ ηλεκτρο-μαγνήτης χρησιμοποιείται και στα μικρόφωνα, τα μεγάφωνα, τα μαγνητόφωνα κ.α.
Ο όρος ψηφιακό σήμα στα ηλεκτρονικά αναφέρεται σε ένα σήμα διακριτού χρόνου το οποίο μπορεί να πάρει συγκεκριμένες (διακριτές) τιμές στον άξονα του χρόνου.
Μπορεί επίσης να αναφέρεται στην κυματομορφή ενός σήματος συνεχούς χρόνου σε ένα ψηφιακό σύστημα το οποίο μπορεί να αναπαρασταθεί σε μια αλληλουχία από bits. Σε αυτή τη περίπτωση μιλάμε για ένα εξ ολοκλήρου ψηφιακό σήμα.
Σήματα Διακριτού Χρόνου
Ένα σήμα διακριτού χρόνου
Ψηφιακό σήμα
Ένα αναλογικό σήμα είναι μια χρονικά μεταβαλλόμενη τιμή δεδομένων ή όπως είναι ο ορισμός του, μια ομαλά μεταβαλλόμενη τιμή ηλεκτρικής τάσης ή έντασης ρεύματος (δηλ. ένα σήμα με πλάτος χρονικά μεταβαλλόμενο) η οποία μπορεί να περιγραφεί από μια μαθηματική συνάρτηση, με το χρόνο να αποτελεί την ανεξάρτητη και την τιμή του σήματος, κάθε χρονική στιγμή, την εξαρτημένη μεταβλητή. Ένα διακριτό σήμα είναι το αποτέλεσμα που παίρνουμε μέσω της μεθόδου της δειγματοληπτικής μείωσης από το αρχικό αναλογικό σήμα: δηλαδή, η τιμή των δεδομένων σημειώνεται ανά τακτά χρονικά διαστήματα (π.χ. μικροδευτερόλεπτο) και όχι συνεχώς (όπως είναι εκ φύσεως τα μηχανικά κύματα).
Αν οι ατομικές τιμές του σήματος αντί να μετρηθούν επακριβώς, επάνω στον άξονα του χρόνου, είναι εναρμονισμένες με κάποια ορισμένη ακρίβεια, τότε η ροή δεδομένων που προκύπτει είναι το ψηφιακό σήμα. Η διαδικασία προσέγγισης αυτής της ακρίβειας (δηλ. μιας συγκεκριμένης τιμής), μέσα από ένα σταθερό αριθμό ψηφίων (δηλ. bit) ονομάζεται ψηφιοποίηση.
Σε γενικές γραμμές, ένα ψηφιακό σήμα είναι ένα ψηφιοποιημένο σήμα διακριτού χρόνου.Το διακριτό σήμα είναι το αποτέλεσμα της επεξεργασίας ενός αναλογικού σήματος με τη μέθοδο της δειγματοληπτικής μείωσης.
Η Ψηφιακή Επανάσταση έχει αυξήσει κατακόρυφα τη χρήση ψηφιακών σημάτων. Οι περισσότερες-αν όχι όλες, οι σύγχρονες συσκευές ειδικότερα αυτές που συνδέονται στους υπολογιστές, χρησιμοποιούν ψηφιακά σήματα για την αναπαράσταση σημάτων τα οποία παραδοσιακά αναπαριστώνταν ως σήματα συνεχούς χρόνου. Κινητά τηλέφωνα, συσκευές αναπαραγωγής βίντεο και ήχου, ψηφιακές φωτογραφικές μηχανές είναι μερικά παραδείγματα.
Σχεδόν σε όλες τις εφαρμογές, τα ψηφιακά σήματα αναπαριστώνται μέσω των δυαδικών αριθμών, έτσι ώστε να μπορούν να μετρηθούν σε bit. Επειδή 7 bits (δυαδικά ψηφία) μπορούν να καταγράψουν 128 διακριτές τιμές (0 έως 127), αυτό το σύστημα είναι το πιο ικανό από οποιοδήποτε άλλο για να εκφραστεί ένα τεράστιο πλήθος τιμών.
Για να μετρήσουμε τη συχνότητα ενός σήματος με τον παλμογράφο συνδέουμε το μετρούμενο σήμα στο ένα κανάλι του. Γίνεται ρύθμιση για σταθερή και καθαρή κυματομορφή στην οθόνη. Το εσωτερικό ποτενσιόμετρο του διακόπτη Sweep ΤΙΜΕ/DIV, τώρα, τελείως δεξιά που κλείνει ( θέση CAL).O διακόπτης SWΕΕΡ ΤΙΜΕ/DIV ρυθμίζεται, ώστε στην οθόνη να έχουμε τουλάχιστον δύο πλήρεις εναλλαγές της προς μέτρηση τάσης. Με τα ρυθμιστικά POSITION, η κυματομορφή τοποθετείται έτσι, ώστε είτε οι επάνω κορυφές, είτε οι κάτω να εφάπτονται στην οριζόντια κεντρική γραμμή της οθόνης με τις μικρές υποδιαιρέσεις και η μια κορυφή να βρίσκεται ακριβώς στο σημείο τομής της οριζόντιας κεντρικής γραμμής με μια κατακόρυφη (σημείο Α στο σχήμα).
Η περίοδος της εναλλασσόμενης τάσης είναι ο αριθμός των τετραγώνων από τη μια κορυφή στην αμέσως διπλανή της (Α έως Β) επί την ένδειξη του διακόπτη SWΕΕΡ ΤΙΜΕ/DIV.
Η περίοδος της τάσης του σχήματος αν ο Sweep TIME/DIV δείχνει 5μs θα είναι: Τ=4(Τετράγ από Α ως Β) Χ 5μs= =20μs ή Τ=20.10-6s.
Η συχνότητα θα είναι:
Όπως γίνεται φανερό η μέτρηση της περιόδου γίνεται για μια πλήρη εναλλαγή (Α έως Β). Μετράμε την απόσταση μεταξύ δύο διαδοχικών κορυφών, γιατί είναι δύσκολο να ρυθμιστεί η κυματομορφή στο μηδέν.
Για
να μετρηθεί μια τάση ΑC
με τον παλμογράφο πρέπει να εφαρμοστεί σε ένα κανάλι που θα επιλεχθεί.
O διακόπτης εισόδου στη θέση ΑC. Ρυθμίζεται, ώστε στη οθόνη να εμφανιστεί σταθερή και καθαρή η κυματομορφή. Το εσωτερικό ποτενσιόμετρο του διακόπτη VOLTS/DIV θα πρέπει να κλείσει τελείως δεξιά στη θέση CAL. Με τα ρυθμιστικά ΡOSITION,τοποθετείται η κυματομορφή έτσι, που οι κάτω κορυφές της να εφάπτονται ακριβώς σε μια γραμμή της οθόνης και μια επάνω κορυφή να βρίσκεται ακριβώς στον κάθετο κεντρικό άξονα της οθόνης (είναι διαιρεμένες σε μικρές υποδιαιρέσεις). Στο σχήμα φαίνεται μια κυματομορφή τοποθετημένη για την μέτρηση της ΑC τάσης.
Μετράμε τα τετράγωνα της οθόνης από κάτω μέχρι επάνω που καταλαμβάνει η κυματομορφή. Στο σχήμα δίπλα είναι 4 (εάν δεν είναι ακριβώς υπολογίζουμε και τις μικρότερες υποδιαιρέσεις). Τον αριθμό αυτόν πολλαπλασιάζουμε επί τον αριθμό που δείχνει ο διακόπτης Volts/DIV του καναλιού που συνδέθηκε το προς μέτρηση σήμα. Έστω ότι ο διακόπτης Volts/DIV είναι στη θέση 2Volt. Τότε η τάση από κορυφή σε κορυφή (peak to peak) 4X2=8 δηλαδή ν=4×2=8 Vp-p
Η
ενεργός τιμή της τάσης (αυτή μετράνε τα όργανα ΑC) θα είνα:
DC: Για
τη μέτρηση της DC τάσης,
τώρα, ο διακόπτης εισόδου τοποθετείται στη θέση GND και
εσωτερική σάρωση. Ρυθμίζουμε τη γραμμή με τα ποτενσιόμετρα POSITION στη
μέση ακριβώς της οθόνης. Η προς μέτρηση DC τάση
συνδέεται πάλι σε ένα κανάλι.
Αν
ο διακόπτης εισόδου μεταφερθεί στη θέση DC, η
ευθεία γραμμή μετακινείται προς τα επάνω (για θετική τάση) ή προς τα κάτω (για
αρνητική τάση). Η DC
τάση, τότε, είναι ο αριθμός των τετραγώνων που θα εκτραπεί η γραμμή (από τη
μέση, που ήταν στη θέση GND) επί
την ένδειξη του αντίστοιχου διακόπτη Volts/DIV (το εσωτερικό
ποτενσιόμετρο του διακόπτη Volts/DIV και στην
περίπτωση αυτή να βρίσκεται στη θέση CAL).
ΣΗΜ.:
Προσοχή στο Probe
αν είναι στη θέση 10:1, τότε η τάση που θα μετρηθεί πρέπει να πολλαπλασιασθεί
επί 10.
