Методика измерений

Для измерения частоты, выходного напряжения и других параметров генераторов достаточно щелкнуть мышкой по генератору, внести необходимые изменения в появившуюся таблицу и затем щелкнуть «ОK».

Изменить смещение можно, либо изменив мышкой положения движка потенциометра, либо нажав клавишу ключа на клавиатуре (в данном случае «а»). Каждое нажатие на клавишу увеличивает смещение на 0.1 В (5 %), а нажатие комбинации Shift + ключ – уменьшает смещение на 0.1 В.

Двухканальный осциллограф нужен, чтобы наблюдать и измерять одновременно напряжения на двух выходах НП-1: на выходе резонансного контура усилителя («ВЫХ1»); на сопротивлении в цепи истока транзистора 2N609 («ВЫХ2). Напряжение с выхода «ВЫХ2» повторяет форму тока транзистора. Для измерения временных интервалов и напряжения целесообразно использовать маркер осциллографа.

Измеритель АЧХ (Bode Plotter) автоматически изменяет несущую частоту колебания от минимального значения (I) до максимального значения (F). При этом на каждой частоте измеряется коэффициент передачи и выдается на экран измерителя в виде АЧХ. Измерение АЧХ, резонансной частоты , полосы пропускания удобно проводить в линейном режиме работы измерителя АЧХ, когда нажаты обе кнопки «Лин».

Чтобы АЧХ находилась посередине экрана плоттера, можно установить минимальную частоту развертки кГц, а максимальную кГц. Полосу пропускания определите по разности частот ( ) маркера, когда коэффициент передачи уменьшается до уровня 0.707 от максимального ( ).

При наблюдении и измерении спектров сигналов на выходах усилителя рекомендуется установить на анализаторе ХСА1 органы управления в следующее положение: «Установить полосу», «Полоса» – 40 кГц, «Начало» – 20 кГц, «Центр» – 30 кГц, «Шкала» –1 B/Din – для выхода «ВЫХ1» и 0.01 B/Din – для «ВЫХ2».

9.4. Предварительное задание

1. Изучите основные вопросы темы по конспекту лекций и литературе [1, с. 231–235; 2, с. 283–286; 4, с. 77–83].

2. Рассчитайте резонансную частоту и полосу пропускания ( ) контура усилителя c учетом сопротивления шунта ( ) и неполного подключения контура ( ) в цепь транзистора.

3. Рассчитайте среднюю крутизну ( ), коэффициент резонансного усиления ( ) и выходное напряжение усилителя ( ): для = 0.1 В, = 0.1 В; б) = 0.5 В, = 0.5 В; в) = 1.0 В, = 1.0 В; г) = 2.0 В, = 2.0 В.

Амплитуду тока первой гармоники рекомендуется определять по формуле трех ординат ( ).

4. Рассчитайте и постройте колебательную (амплитудную) характеристику усилителя

при .

5. Определите коэффициент модуляции ( ), фазовый сдвиг и время задержки огибающей выходного напряжения. Входной сигнал имеет глубину модуляции  = 100 % и модулирующую частоту . Усилитель работает в режиме класса А (или В).

6. Определите угол отсечки для оптимальной работы удвоителя и соответствующее напряжение смещения ; амплитуду входного напряжения частоты считать: а) постояной и равной 0.5 В; б) переменной и численно равной .

9.5. Практическое задание

1. Определите резонансную частоту и полосу пропускания усилителя при подаче на его вход (гнездо «ВХ1») гармонического колебания от генератора G1.

По полученным экспериментальным данным вычислите эквивалентную добротность контура усилителя. Сравните полученные параметры с результатами предварительного расчета.

Исследуйте влияние изменения сопротивления потерь контура и сопротивления шунта на резонансную частоту и полосу пропускания уси-лителя.

2. Измерьте выходное напряжение усилителя: для а) для = 0.1 В, = 0.1 В; б) = 0.5 В, = 0.5 В; в) = 1.0 В, = 1.0 В; г) = 2.0 В, = 2.0 В.

Определите по полученным данным резонансный коэффициент усиления. Сравните полученные результаты с рассчитанными в предварительном задании.

3. Исследуйте влияние смещения на спектр и форму напряжения на стоке и истоке транзистора, т.е. на гнездах «ВЫХ1» и «ВЫХ2».

Смещение следует изменять вплоть до запирания транзистора. Зарисуйте две-три характерные осциллограммы и спектрограммы.

4. Снимите колебательную характеристику усилителя.

Величина напряжения смещения U₀ устанавливается по указанию преподавателя: 0, 0.5, 1.0, 1.5, 2.0 В.

5

Рис. 9.8

. Подайте на вход усилителя, работающего в линейном режиме усиления, амплитудно-модулированное колебание с M = 100 % и . Измерьте коэффициент модуляции ( ), фазовый сдвиг и время задержки огибающей выходного напряжения. Результаты сравните с расчетными.

6. Переведите усилитель в режим удвоения частоты и снимите зависимость напряжения (рис. 9.8) от напряжения смещения при = = 0.5 В. Для этого установите частоту колебаний на выходе генератора G1 равной половине резонансной частоты контура, что соответствует настройке контура на вторую гармонику входного колебания.

Зарисуйте осциллограмму для оптимального режима удвоения. При этом сравните измеренное напряжение смещения с рассчитанным в предварительном задании.