5. Содержание отчета
1. Принципиальная схема исследуемого диодного детектора.
2. Результаты экспериментальных исследований (таблицы, осциллограммы).
3. Графики зависимостей Uвых=f(Umax0) и Uвых=f(m%).
4. Выводы и оценки результатов экспериментов.
Литература: [1], с. 286 – 292; [2], с. 304-311
Лабораторная работа 12 исследование автогенератора гармонических колебаний
1. Цель работы
Исследование стационарного режима колебаний в транзисторном автогенераторе с трансформаторной обратной связью, а также зависимости амплитуды генерируемых колебаний от коэффициента обратной связи при мягком и жестком режимах самовозбуждения.
2. Основные теоретические положения
Автогенератором (генератором с самовозбуждением) называют устройство, в котором устанавливаются незатухающие электрические колебания без подведения к нему внешнего переменного напряжения. В автогенераторе происходит преобразование энергии постоянного тока в энергию токов звуковых или высоких частот.
Рис. 12.1
Обобщенная эквивалентная схема автогенератора (рис. 12.1) может быть представлена в виде нелинейного резонансного усилителя, линейного четырехполюсника обратной связи и источника питания. На рис. 12.2 изображена принципиальная схема исследуемого автогенератора с трансформаторной обратной связью и с последовательным коллекторным питанием.
Рис. 12.2
Комплексный коэффициент передачи нелинейного резонансного усилителя по первой гармонике
,
(12.1)
где
- комплексная амплитуда напряжения
первой гармоники на выходе нелинейного
резонансного усилителя;
-
комплексная амплитуда напряжения на
входе нелинейного резонансного усилителя;
-
модуль коэффициента передачи нелинейного
резонансного усилителя;
-
фазовый сдвиг между напряжениями
и
.
Комплексный коэффициент передачи четырехполюсника обратной связи (коэффициент обратной связи)
,
(12.2)
где
- комплексная амплитуда напряжения на
выходе четырехполюсника обратной связи
(
);
- модуль коэффициента передачи
четырехполюсника обратной связи;
- фазовый сдвиг между напряжениями
и
.
В стационарном режиме автогенератора выполняются условия:
баланса амплитуд
,
(12.3)
баланса фаз
,
(12.4)
где n = 0, 1, 2, . . .
Для самовозбуждения автогенератора необходимо выполнение условия (12.4) и следующего условия:
.
(12.5)
Условие (12.4) показывает, что обратная связь должна быть положительной, а условие (12.5) - что величина коэффициента обратной связи должна быть больше критической кр.
Прекращение нарастания амплитуды напряжения первой гармоники на выходе нелинейного резонансного усилителя (на выходе автогенератора) и переход к стационарному режиму, удовлетворяющему условию (12.3), определяются нелинейностью вольт-амперной характеристики усилительного элемента.
Свойства автогенератора характеризует зависимость амплитуды напряжения генерируемых колебаний Uк от величины коэффициента обратной связи .
В зависимости от положения рабочей точки на вольт-амперной характеристике транзистора получают мягкий или жесткий режим самовозбуждения автогенератора. При мягком режиме самовозбуждения колебания в автогенераторе возникают и исчезают при одном и том же значении коэффициента обратной связи =кр (рис. 12.3), при дальнейшем увеличении амплитуда напряжения в стационарном режиме плавно нарастает, при уменьшении - плавно убывает. При =кр амплитуда напряжения близка к нулю.
Рис. 12.3 Рис. 12.4
При жестком режиме самовозбуждения возникновение стационарных колебаний происходит при =кр не от нулевого значения, как при мягком режиме, а скачком (рис. 12.4). При дальнейшем увеличении >кр амплитуда колебаний плавно изменяется. При уменьшении исчезновение колебаний происходит не при =кр, как при мягком режиме, а при =0<кр не плавно, а скачкообразно. Таким образом, при жестком режиме самовозбуждения колебания возникают и исчезают при различных .