3-Лабораторная_Аналоговая схемотехника

Федеральное Агентство по образованию РФ

Томский Межвузовский Центр дистанционного образования

Томский государственный университет

систем управления и радиоэлектроники (ТУСУР)

Кафедра промышленной электроники (ПрЭ)

Лабораторная работа №3

По дисциплине: «Аналоговая схемотехника»

Тема: «Избирательные усилители и генераторы гармонических колебаний»

(Учебные пособия: «Аналоговая схемотехника» авторы: Шарапов А.В., Тановицкий Ю.Н. Томск-2003)

V=10*05div100=0

Выполнил:

Студент ТМЦДО

Гр.

Специальность: 210106(200400)

Ф.И.О.

логин

пароль

.

Н-ск 2008

Цель работы: исследование характеристик избирательного усилителя с параллельным и последовательным колебательным контуром и построение LC- и RC-генераторов гармонических колебаний.

1. Соберём избирательный усилитель с параллельным колебательным контуром (рис.1.1):

Рисунок 1.1

Снимем ЛАЧХ и ЛФЧХ (рис.1.2), в диапазоне от 100 кГц до 10 мГц, оценим резонансную частоту, коэффициент усиления на частоте резонанса и добротность каскада.

Рисунок 1.2

Резонансная частота составляет f_p= 502 кГц, коэффициент усиления К = 53 дБ, добротность:

2. Исследуем частотную характеристику избирательного усилителя с последовательным колебательным контуром (рис.2.1):

Рисунок 2.1

Установим диапазон изменения частоты от 1 до 10⁹ Гц, снимем ЛАЧХ и ЛФЧХ усилителя (рис.2.2):

Рисунок 2.2

Резонансная частота исследуемого усилителя составляет f_p = 142 кГц, коэффициент усиления на резонансной частоте составляет К=100 (39,7 дБ). Избирательность усилителя по отношению ко второй гармонике на резонансной частоте: .

3. Соберём трёхточечный LC- генератор по схеме Колпитца (рис.3.1):

Рисунок 3.1

Проанализируем работу схемы по осциллограмме (рис.3.2). Частота колебаний составляет f ≈ 5,2 МГц. При R1 = 5 кОм , амплитуда, с начального значения 12,5 В снижается со скоростью 66550 В/с до значения 0,5 В, (смещение составляет +10 В).

Рисунок 3.2

При R1 = 4 кОм, частота и смещение не изменяются, размах амплитуды не снижается.

Рисунок 3.3

При R1 = 6 кОм, размах амплитуды снижается со скоростью 310000 В/с

Рисунок 3.4

Резистор R1 используется для того чтобы малое входное сопротивление каскада не шунтировало контур.

4. Соберём пассивную цепь (рис.4.1), снимем ЛАЧХ и ЛФЧХ с помощью плоттера.

Рисунок 4.1

Рисунок 4.2

Частота квазирезонанса f₀ = 7,8 кГц. Коэффициент передачи К₀ = -9,5 дБ. (К₀ = 1/3).

Расчётное значение:

5. Соберём и испытаем генератор гармонических колебаний с мостом Вина (рис.5.1):

Рисунок 5.1

Оценим частоту и амплитуду генерируемых колебаний (рис.5.2):

Рисунок 5.2

Частота генерируемых колебаний f_г = 795 Гц, отношение входной и выходной амплитуд: .

6. Ответы на контрольные вопросы:

1). Избирательные усилители широко используются для усиления сигналов радиочастот (усилители высоких частот – УВЧ), при супергетеродинном приёме (усилители промежуточной частоты – УПЧ), в измерительной технике, в системах телемеханики с частотным разделением каналов.

2). Фильтры верхних частот ФВЧ – используются для подавления сигналов ниже граничной частоты f₀ , фильтры нижних частот ФНЧ – для подавления сигналов выше граничной частоты f₀.

3). Зависимость модуля комплексного сопротивления от частоты, выглядит следующим образом:

4). Для возникновения колебаний в автогенераторах необходимо выполнение баланса фаз: где n = 0,1,2…;

и баланса амплитуд:

5). Для улучшения формы синусоидальных колебаний в генераторах с мостом Вина, на выходе усилителя устанавливают полевой транзистор VT . По мере роста амплитуды на выходе усилителя, растёт величина отрицательного напряжения U_ЗИ на нагрузке пикового детектора, это ведёт к запиранию полевого транзистора и увеличению сопротивления его канала, что вызывает снижение коэффициента усиления ОУ.