Указания к проведению работы

Генераторы сигналов

Общие положения

Достигаемый уровень компетентности

· Знание основных типовых схем, используемых для генерации гармонических сигналов;

· Навыки проведения электрических измерений в схемах генераторов;

· Умение реализовать и настроить генератор с заданными параметрами.

В процессе выполнения работы студент должен научиться:

· Реализовывать простой генератор НЧ колебаний на базе RC – цепей и ОУ;

· Понимать роль каждого элемента схемы трёхточечного генератора ВЧ колебаний;

· Проводить измерения параметров режима транзистора на постоянном токе в схеме генератора и оценивать их влияние на работу генератора;

· Измерять параметры генерируемых сигналов;

· Реализовывать и настраивать генераторы гармонических сигналов.

4.1.3. Длительность лабораторной работы – 4 часа

Необходимые приборы, радиодетали и материалы:

· Операционный усилитель 741;

· Транзистор BC 547;

· Катушка индуктивности 1.5 мГн;

· Кварц 4 МГц;

· Построечный резистор 2.2 к;

· Резисторы 820 Ом, 1к, 2×1.1 к, 1.8 к, 2.2 к, 33к, 22к;

· Конденсаторы 33 nФ, 270 nФ, 1 nФ, 10 nФ, 2×100 nФ, 220 nФ, 1 мкФ, 10 мкФ×16 В;

· Мультиметр;

· Осциллограф;

· Макетная матрица.

Указания к проведению работы

· Работа осуществляется бригадой из 2¸3 студентов;

· При проведении ВЧ измерений использовать входной кабель осциллографа с выносным делителем– аттенюатором 1:10;

· Прежде чем включать питание, предъявить монтаж преподавателю.

4.2. RC – генератор гармонических сигналов

Соберите схему генератора Вина (Рис 4 – 1).

Рис 4 – 1

Плавно увеличивая R2, добейтесь возникновения колебаний на выходе.

При каком значении R2 начинается генерация?

________________________________________________________________

Что происходит с сигналом на выходе генератора, если R2 увеличить ещё больше ?

________________________________________________________________

Рассчитайте ожидаемое значение частоты сигнала

Измерьте частоту сигнала

и сопоставьте с расчётным значением.

Как можно стабилизировать амплитуду гармонических колебаний в схеме Рис 4 – 1 ?

____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

4.3. Ёмкостная “трёхточка” на транзисторе с ОЭ

Соберите схему Рис 4 – 2.

Рис 4 – 2

Установите ключи S1 и S2 в разомкнутое состояние и исследуйте схему на постоянном токе. Для этого вначале рассчитайте схему, положив , а затем проведите измерения с помощью мультиметра и заполните таблицу 4-1.

Таблица 4-1

Параметр	Расчёт	Измерение
U_б
U_э
U_к
I_к_,Q

Оцените расчётную величину динамического сопротивления эмиттера

Оцените расчётный коэффициент усиления ненагруженного транзисторного усилителя:

Определите величину коэффициента обратной связи

Предположив, что элементы резонансного контура L, С₁, и С₂ идеальны, проверьте выполняются ли необходимые условия для возникновения генерации:

Баланс амплитуд______________________________________________________

____________________________________________________________________

Баланс фаз___________________________________________________________

____________________________________________________________________

Оцените ожидаемую частоту колебаний:

кГц

Замкните ключ S2 и убедитесь в наличии генерации. Подключив осциллограф к коллектору транзистора, измерьте размах и частоту генерируемого сигнала:

Является ли форма сигнала синусоидальной ?

________________________________________________________________

Подключив осциллограф к базе транзистора, измерьте размах сигнала на входе усилителя и найдите коэффициент усиления нагруженного усилителя на большом сигнале:

Проверьте, выполняются ли условия стабильной генерации

Измерьте мультиметром на постоянном токе напряжение на транзисторе при наличии генерации:

U_б=________ U_э=_________ U_к=_________

Сравните эти значения с данными таблицы 4.1. Чем объяснить различие измеренных значений при наличии генерации и в её отсутствие (таблица 4.1) ?

Теперь замкните ключ S1 и исследуйте выходной сигнал генератора:

Размах = ______________ Вольт

Частота = ______________ кГц

Форма ______________

Сравните эти данные с результатами, полученными при отключенном конденсаторе C_э , и объясните причину различия:

4.4. Ёмкостная “трёхточка” на транзисторе с ОБ

Соберите схему Рис 4 – 3

Рис 4 – 3

Подключите осциллограф к выходу генератора и исследуйте выходной сигнал:

Размах = ________ Вольт

Частота = ________ кГц

Зарисуйте форму сигнала:

Рис 4 – 4

Для улучшения формы сигнала уменьшите петлевое усиление путём замены ёмкости С2 с 10 нФ на 100 нФ. Зафиксируйте форму сигнала на том же Рис 4 – 4.

Проделайте то же самое с С2 = 220 нФ

Каково назначение ёмкости С_б в этой схеме ?

________________________________________________________________________________________________________________________________________

За счёт чего U_вых в схеме Рис 1 – 3 принимает значения, превышающие U_{питания} ?