3. Описание лабораторной установки

Лабораторная установка позволяет выполнять лабораторные работы 9, 10, 11.

В функциональном блоке расположены нелинейный усилитель, нагрузку и режим которого можно изменять, и последовательный диодный детектор. Все органы управления лабораторной установки выведены на переднюю панель, изображенную на рис. 9.3. Выбор исследуемой схемы осуществляется тумблером Т2.

Рис. 9.3

При исследовании нелинейного усиления внешнее высокочастотное гармоническое напряжение от генератора высокой частоты (ГВЧ) подводится к гнездам Г1.

Рис. 9

Постоянное напряжение смещения на базе транзистора КТ315 нелинейного усилителя можно изменять потенциометром U_бо. Постоянное напряжение измеряется вольтметром базового устройства с верхним пределом шкалы 1 В. Характеристика транзистора i_к=f(u_б), снятая в этом режиме, приведена на рис. 9.4.

Рис. 9.4

С помощью тумблера Т1 (см. рис. 9.3) переключается нагрузка в коллекторной цепи транзистора: в положении 1 включается параллельный колебательный контур, в положении 2 - активное сопротивление R=1 кОм. Переключатель "С_к" дает возможность установить различные значения емкости контура. Гнезда Г4 и Г5 лабораторной установки используются для подключения вольтметра и электронного осциллографа, позволяющих измерять и наблюдать напряжения в различных точках схем. Необходимые для этого коммутации осуществляются с помощью переключателей "Вольтметр" и "Осциллограф".

4. Методика выполнения работы

1. Исследовать резистивный нелинейный усилитель. Получить и зарисовать осциллограммы выходного напряжения при следующих условиях:

1)  = 180, U_бо=0,8 В;

2)  = 120, U_бо=0,8 В;

3)  = 60, U_бо=0,4 В.

Для этого:

а) переснять на кальку вольт-амперную характеристику i_к(u_б) (см. рис. 9.4) транзистора КТ315; выполнить кусочно-линейную аппроксимацию этой характеристики;

б) используя аппроксимированную характеристику транзистора, рассчитать амплитуды напряжения возбуждения U_бmax для трех условий, приведенных в п.1;

в) подготовить приборы и установку к работе, подключить ГВЧ к гнездам Г1 (см. рис. 9.3), Y-вход осциллографа - к гнездам Г5, милливольтметр - к гнездам Г4;

г) установить частоту f_c1 сигнала на выходе ГВЧ, равную резонансной частоте f_р контура. Для этого: поставить тумблер Т2 в положение 1, тумблер Т1 - в положение 2, переключатель "Вольтметр" - в положение Г1, переключатель "Осциллограф" - в положение А; установить по вольтметру блока питания U_бо=0,8 В; получить на гнездах Г1, изменяя выходное напряжение ГВЧ, U_бmax=0,2 В; добиться, изменяя частоту сигнала на выходе ГВЧ, максимального размера изображения на экране осциллографа (при этом частота f_c1 сигнала на выходе ГВЧ равна резонансной частоте f_р контура);

д) переключить тумблер Т1 в положение 2; установить соответствующие заданному углу отсечки  напряжение смещения U_бо и напряжение возбуждения U_бmax, рассчитанное в п. "б";

е) получить и зарисовать осциллограмму напряжения на выходе нелинейного резистивного усилителя.

2. Снять колебательную характеристику U_кmax =f(U_бmax) нелинейного резонансного усилителя при напряжениях смещения, равных 0,8, 0,6 и 0,4 В.

Для этого:

а) установить тумблер Т1 в положение 1, включив параллельный контур в нагрузочную цепь усилителя;

б) снять зависимость U_кmax=f(U_бmax) при заданных напряжениях смещения U_б0, изменяя напряжение возбуждения от 0 до 1 В. Напряжение на выходе ГВЧ измерять при переключателе "Вольтметр" в положении Г1, а напряжение на контуре U_{к max} - в положении А;

в) определить значение U_{б max кр}, соответствующее критическому режиму.

3. Рассчитать амплитудные характеристики нелинейного резонансного усилителя, используя колебательные характеристики.

4. Исследовать резонансный нелинейный усилитель в режимах усиления и умножения частоты. Для этого:

а) установить U_б0=0,6 В и U_бmax=U_бmaxкр при f_с1=f_р;

б) зарисовать осциллограмму напряжения на выходе нелинейного резонансного усилителя; измерить U_кmax (переключатель "Вольтметр" в положении А), определить коэффициент усиления. При выполнении последующих пунктов длительность развертки осциллографа не изменять;

в) установить тумблер Т1 в положение 2, зарисовать осциллограмму напряжения на выходе нелинейного резистивного усилителя;

г) установить тумблер Т1 в положение 1; уменьшить частоту сигнала на выходе ГВЧ в 2 раза; добиться на экране осциллографа максимального размера изображения, изменяя в небольших пределах частоту сигнала от ГВЧ; зарисовать осциллограмму напряжения на выходе нелинейного резонансного усилителя (в режиме умножения частоты); измерить U_кmax (переключатель "Вольтметр" в положении А); определить коэффициент усиления умножителя частоты;

д) установить переключатель Т1 в положение 2; зарисовать осциллограмму напряжения на выходе нелинейного резистивного усилителя.