Генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе лабораторная УГиФС

Федеральное государственное автономное

образовательное учреждение

высшего образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ИНСТИТУТ ИНЖЕНЕРНОЙ ФИЗИКИ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ

Кафедра «Радиоэлектронные системы»

ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1

Генератора с внешним возбуждением на биполярном транзисторе

Преподаватель _________ Романов А.П.

подпись, дата

Студент РФ15-34 _________ Мутовин А.А. подпись, дата

Красноярск 2018

Цель работы: исследовать влияние амплитуды возбуждения, питающих напряжений и степени связи с нагрузкой на режим работы, на форму импульса тока и на величину постоянных составляющих токов ГВВ – усилителя мощности.

Рисунок 1 – Схема макета

Частота источника возбуждения

Цена деления: 20; 2 мкс/деление

1 Исследование зависимости режимов работы ГВВ, формы импульса тока коллектора и величины постоянных составляющих токов базы и коллектора от амплитуды возбуждения.

Таблица 1 – Измеренные показатели

Постоянные величин						Режим работы		Угол отсечки
n	Переменная величина	Измеряемая величина
					нижний			верхний
1	40	0.1	0.2	0.4	НР		44.12		-
2	42	0.1	1.5	2.8	НР		44.12		-
3	48	0.2	8	14.6	КР		53.86		-
4	62	0.5	12	21.5	ПР		57.87		37.56
5	84	1.5	15	25.9	ПР		68.18		50.99

Рисунок 2 – Зависимость постоянной составляющей тока базы (а), постоянной составляющей и первой гармоники тока коллектора (б) от амплитуды возбуждения

Рисунок 3 – Импульсы тока коллектора

2 Исследование зависимости режимов работы ГВВ, формы импульса тока коллектора и величины постоянных составляющих токов базы и коллектора от напряжения смещения.

Таблица 2 – Измеренные показатели

Постоянные величин						Режим работы		Угол отсечки
n	Переменная величина	Измеряемая величина
					нижний			верхний
1	0	0.1	0.1	0.2	НР		35.52		-
2	0.1	0.13	3	5.5	НР		53.86		-
3	0.15	0.2	8	14.6	КР		53.86		-
4	0.3	0.5	12	21.0	ПР		64.74		35.52
5	0.5	0.9	15	24.7	ПР		79.07		46.41

Рисунок 4 – Зависимость постоянной составляющей тока базы (а), постоянной составляющей и первой гармоники тока коллектора (б) от напряжения смещения

Рисунок 5 – Импульсы тока коллектора

3 Исследование зависимости режимов работы ГВВ, формы импульса тока коллектора и величины постоянных составляющих токов базы и коллектора от напряжения питания коллекторной цепи.

Таблица 3 – Измеренные показатели

Постоянные величин						Режим работы		Угол отсечки
n	Переменная величина	Измеряемая величина
					нижний			верхний
1	18	0.2	9	15.8	НР		67.48		-
2	8	0.2	9	16.1	НР		59.84		-
3	6	0.2	8	14.3	КР		59.84		-
4	4	0.3	6	10.7	ПР		59.84		35.65
5	2	0.5	0.1	0.2	ПР		67.48		47.75

Рисунок 6 – Зависимость постоянной составляющей тока базы (а), постоянной составляющей и первой гармоники тока коллектора (б) от напряжения питания коллекторной цепи

Рисунок 7 – Импульсы тока коллектора

4 Исследование зависимости режимов работы ГВВ, формы импульса тока коллектора и величины постоянных составляющих токов базы и коллектора от степени связи АЭ с нагрузкой.

Таблица 4 – Измеренные показатели

Постоянные величин						Режим работы		Угол отсечки
n	Переменная величина	Измеряемая величина
					нижний			верхний
1	1	0.2	7.5	13.4	НР		59.84		-
2	2	0.2	7.3	12.6	НР		67.48		-
3	3	0.25	7.0	12.0	КР		67.48		-
4	4	0.3	3	5.2	ПР		67.48		35.65
5	5	0.4	1	1.7	ПР		75.76		39.47

Рисунок 8 – Зависимость постоянной составляющей тока базы (а), постоянной составляющей и первой гармоники тока коллектора (б) от степени связи АЭ с нагрузкой

Рисунок 9 – Импульсы тока коллектора

Вывод: на рисунке 2(б) показана зависимость первой гармоники и постоянной составляющей тока коллектора от амплитуды возбуждения . Предположим, что напряжение смещение выбрано таким образом, что . В этом случае т.е. угол отсечки и не зависит от . При небольших ток мал и , АЭ будет работать в недонапряженном режиме, а ток иметь форму косинусоидального импульса. Согласно уравнению при работе в недонапряженном режиме, пока , ток увеличивается пропорционально . Дальнейший рост приводит к появлению провала в импульсе тока и переходу АЭ в перенапряженный режим. Постоянная составляющая тока коллектора и первая гармоника при увеличении растут с меньшей интенсивностью.

В случае если угол отсечки θ > 90, крутизна зависимости уменьшится, каждому значению будет соответствовать больший импульс тока, чем при , АЭ переходит в перенапряженный режим при меньшем значении .

При угол отсечки θ < 90, будет нарастать из-за одновременного увеличения θ, а в перенапряженном режиме будет практически постоянным. Критический режим достигается при большей величине .

На рисунке 4 (б) показана зависимость первой гармоники и постоянной составляющей тока коллектора от напряжения смещения . В недонапряженном режиме влияние на и отображается лишь изменением угла отсечки. Поскольку линейно зависит от , то характеристики и в недонапряженном режиме будут повторять функции и в другом масштабе. При некотором значении амплитуда достигает критического значения и при дальнейшем увеличении в импульсе тока появляется провал, величины и будут возрастать весьма медленно.

На рисунке 6 (б) показана зависимость первой гармоники и постоянной составляющей тока коллектора от напряжения питания коллекторной цепи . Изучение удобно начать с момента, когда АЭ находится в критическом режиме, . При увеличении выходная динамическая характеристика смещается вправо, остаточное напряжение возрастает и режим станет недонапряженном – высота и форма импульса будет определяться только значением . Следовательно, в области токи и будут почти постоянными. При уменьшении выходная динамическая характеристика смещается влево в область , остаточное напряжение на коллекторе становится меньше, в импульсе тока появляется провал и и убывают. При ток, протекающий в цепи коллектора обращается в ноль.

На рисунке 8 (б) показана зависимость первой гармоники и постоянной составляющей тока коллектора от коэффициента включения нагрузки. При изменении коэффициента включения меняется сопротивление нагрузки , меняется наклон выходной динамической характеристики. При изменении меняется амплитуда напряжения на коллекторе: . С ростом сопротивления нагрузки сначала медленно убывает, а АЭ работает в НР. При АЭ переходит в перенапряженный режим, в импульсе тока появляется увеличивающийся провал и падает, ток меняется пропорционально .