5. Порядок выполнения работы

5.1. Ознакомиться с принципиальной схемой и конструкцией макета, обратив особое внимание на устройство конденсатора переменной емкости и катушек индуктивности. Собрать схему входной цепи с внешнеемкостной связью с антенной и внутриемкостной с активным элементом (переключатель «Схема входной цепи» в положении А). Установить С_А1=120 пФ и R_ТР=1 кОм. Подключить к макету ГСС и милливольтметр. Включить их питание.

5.2. Исследовать свойства входной цепи с емкостными связями.

5.2.1. Настроить входную цепь на среднюю частоту диапазона (f_o) и измерить резонансный коэффициент передачи на этой частоте. Для этого подать от ГСС немодулированный сигнал с частотой f_o. Аттенюатором ГСС установить напряжение сигнала на входе макета (U_А) равным 1 В. Изменяя емкость контура, настроить входную цепь в резонанс по максимуму выходного напряжения. Зафиксировать значение выходного напряжения при резонансе (U_ВЫХ0) и рассчитать измеренное значение резонансного коэффициента передачи

К_0ИЗМ=U_ВЫХ0/U_А.

5.2.2. Измерить полосу пропускания входной цепи. Для этого, не изменяя настройки входной цепи, изменять частоту ГСС в сторону увеличения и уменьшения относительно f₀ до тех пор, пока выходное напряжение не уменьшится на 3 дБ по сравнению с U_ВЫХ0. Зафиксировать значения этих частот (f₁ и f₂) по указателю ГСС и вычислить значение полосы пропускания (ΔF) входной цепи ΔF=f₁ – f₂. Рассчитать эквивалентную добротность колебательного контура

Q_э=f₀/ΔF.

5.2.3. Рассчитать теоретическое значение резонансного коэффициента передачи исследуемой входной цепи. Расчет провести для той же резонансной частоты, что и в п. 5.2.1 и 5.2.2. Коэффициент передачи в этом случае рассчитывается по выражению

,

где С_С1, С_С2, С_А1, С_ТР – значения емкостей связи с антенной (С_С1) и транзистором (С_С2), а также емкостей эквивалента антенны (С_А1) и транзистора (С_ТР). Q_э – измеренное в п. 5.2.2 значение эквивалентной добротности.

Рассчитанное теоретическое значение резонансного коэффициента передачи сравнить с измеренным и объяснить возможные расхождения.

5.2.4. Снять зависимости резонансного коэффициента передачи и полосы пропускания исследуемой входной цепи от частоты настройки (f₀). Измерения провести в диапазоне 550–1350 кГц с шагом не более 200 кГц. Нa каждой из частот после настройки колебательного контура в резонанс с частотой ГСС измерить К_о и ΔF аналогично п. 5.2.1 и 5.2.2. Построить графики зависимостей К_о от f_o и ΔF от f_o. Сделать выводы о соответствии полученных зависимостей теоретически ожидаемым. Рассчитать значение неравномерности коэффициента передачи

Н=К_0МАКС/К_0МИН.

Сравнить полученное значение неравномерности коэффициента передачи с теоретически ожидаемым.

5.3. Исследовать свойства входной цепи при других видах связей колебательного контура с антенной и транзистором.

Для этого установить переключатель «Схема входной цепи» лабораторного макета в положение по указанию преподавателя. Повторить измерения п. 5.2.1, 5.2.2 и 5.2.4. Построить графики зависимостей К_о от f_o и ΔF от f_o. Рассчитать значения неравномерности коэффициента передачи в пределах диапазона настроек. Сравнить полученные зависимости для входных цепей с различными видами связей колебательного контура с антенной и транзистором и сделать выводы.

5.4. Исследовать избирательные свойства входной цепи. Установить схему входной цепи с внешнеемкостной связью с антенной и внутриемкостной связью с активным элементом.

5.4.1. Установить на ГСС минимальную частоту диапазона. Настроить схему в резонанс. Не изменяя настройки входной цепи, изменять частоту ГСС в сторону увеличения и уменьшения относительно f_o. Фиксировать значения частот (f), на которых ослабление (σ) выходного напряжения относительно резонансного значения составит 3, 5, 10, 15, 20 и 30 дБ.

Построить характеристику избирательности входной цепи – зависимость σ от f.

5.4.2. Используя характеристику избирательности определить значения полос пропускания входной цепи по уровням 3, 20, 30 дБ (ΔF_3дБ, ΔF_20дБ, ΔF_30дБ). Рассчитать значения коэффициентов прямоугольности по уровням 20 и 30 дБ

К_ПР20=ΔF_3дБ/ ΔF_20дБ, К_ПР30=ΔF_3дБ/ ΔF_30дБ.

Определить, какую избирательность по каналу ПЧ обеспечила бы данная входная цепь на установленной частоте настройки при использовании ее в приемнике с f_пч=465 кГц.

Определить, какую избирательность по соседнему каналу обеспечила бы данная входная цепь при использовании ее в радиовещательном приемнике AM сигналов (Δf_СК=±9 кГц).

5.4.3. Рассчитать теоретическую характеристику избирательности входной цепи при данной частоте настройки. Расчет проводится по формуле

σ=10lg(1+ξ²),

где ξ – обобщенная расстройка контура на частоте f, выражаемая через значения резонансной частоты f₀ и эквивалентной добротности контура Q_э:

ξ=Q_э(f / f₀ – f₀ / f).

Значение Q_Э определено ранее.

Теоретическую характеристику избирательности построить на одном чертеже с экспериментальной (п. 5.4.1). Объяснить причину расхождений, если они имеются.

5.4.4. Повторить исследования п. 5.4.1, 5.4.2 и 5.4.3 на максимальной частоте диапазона.

5.4.5. Установить переключатель «Схема входной цепи» аналогично п. 5.3. и провести исследование избирательных свойств входной цепи в соответствии с п. 5.4.1–5.4.4.

5.5. Исследовать влияние изменения активной составляющей входной проводимости активного прибора на полосу пропускания входной цепи. Установить переключатель «Схема входной цепи» в положение А.

5.5.1. При установленном резисторе R_TP=1 кОм настроить входную цепь на среднюю частоту диапазона и измерить полосу пропускания ΔF входной цепи.

5.5.2. Не изменяя настройки входной цепи, заменить резистор, установив R_TP=510 Ом. Измерить полосу пропускания ΔF.

Рассчитать значение изменения полосы пропускания входной цепи

Δ(ΔF)=ΔF^–ΔF.

Убедиться, что оно не превышает 50% от значения ΔF.

5.5.3. Перевести переключатель R_TP в положение 3 (при этом R_TP бесконечно велико) и измерить ΔF. Рассчитать значение Δ(ΔF) в этом случае и сравнить его с ΔF.

5.5.4. Повторить исследования п. 5.5.1.–5.5.3. при установке переключателя «Схема входной цепи» аналогично п. 5.4.5.

5.6. Исследовать влияние изменения емкости антенны на смещение резонансной частоты входной цепи. Установить переключатель «Схема входной цепи» в положение А.

5.6.1. При установленном среднем значении емкости эквивалента антенны С_А1=120 пФ настроить входную цепь на максимальную частоту диапазона (f₀) и снять зависимость выходного напряжения (U_ВЫХ) oт частоты сигнала (f) при изменении f в интервале от (f₀–20) кГц до (f₀+20) кГц с шагом не более 3 кГц. Рассчитать значения коэффициента передачи К=U_ВЫХ / U_А на каждой частоте.

5.6.2. Не изменяя настройки входной цепи, заменить емкость эквивалента антенны, установив С_А1=60 пФ. Вновь снять зависимость К от f.

5.6.3. Установить С_А1=180 пФ и снять зависимость К от f еще раз.

5.6.4. Построить зависимость К от f при трех значениях C_A1 на одном чертеже. Определить значения резонансных частот f₀ и f₀ соответствующих значениям С_А1 и С_А1. Рассчитать значения смещений резонансной частоты

Δf₀ = f₀-f₀ и Δf₀ = f₀-f₀.

Убедиться, что полученные значения не превышают 50% от значения ΔF.

Определить по графикам значения коэффициента передачи на частоте f₀ для трех значений С_А1. Убедиться, что изменение коэффициента передачи на частоте f₀ не превышает 3 дБ относительно значения при С_А1=120 пФ.

5.6.5. Повторить исследования п. 5.6.1–5.6.4 при установке переключателя «Схема входной цепи» аналогично п. 5.5.4. Объяснить полученные расхождения в результатах исследования.