- •Оглавление
- •Предисловие
- •Список принятых сокращений
- •Введение
- •1. Правила техники безопасностипри выполнении лабораторных работ
- •2. Описание лабораторных стендов
- •2.1. Лабораторный стенд «Генератор с внешним возбуждением»
- •2.2. Лабораторный стенд «Амплитудная модуляция»
- •2.3. Лабораторный стенд «Автогенератор гармонических колебаний»
- •2.4. Лабораторный стенд «Пассивный цифровой синтезатор частоты»
- •В цифровом пассивном ссч с потоками многоуровневых импульсов, функциональная схема которого представлена на рис. 7, реализован классический метод прямого цифрового синтеза сигналов.
- •2.5. Лабораторный стенд «Цифровой синтезатор частоты с фап»
- •3. Теоретические сведения и методические указания к выполнению лабораторных работ
- •3.1. Исследование транзисторного генераторас внешним возбуждением с простой схемой выхода(Лабораторная работа №1)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения емкости связи ссв1 в зависимости от положения ключа s1
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.2. Исследование транзисторного Генераторас внешним возбуждениемсо сложной схемой выхода(Лабораторная работа №2)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения емкости связи ссв2 в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.3. Исследование базовой амплитудной модуляции(Лабораторная работа №3)
- •Основные теоретические сведения Амплитудная модуляция
- •Базовая амплитудная модуляция
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.4. Исследование коллекторнойамплитудной модуляции(Лабораторная работа №4)
- •Основные теоретические сведения
- •Коллекторная модуляция
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.5. Исследование одноконтурного автогенератора(Лабораторная работа №5)
- •Основные теоретические сведения Введение в автогенераторы
- •Условия равновесия автогенератора и стационарные состояния
- •Устойчивость баланса амплитуд и режимы самовозбуждения
- •Баланс фаз в автогенераторе и его устойчивость
- •Анализ стационарного режима автогенератора при фиксированном и автоматическом смещении
- •Типовые схемы автогенераторов
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения параметров цепи автоматического смещенияв зависимости от положения переключателей
- •Значения сопротивления коллекторной нагрузки (кОм)в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.6. Исследование автогенератораС кварцевой стабилизацией частоты (Лабораторная работа №6)
- •Основные теоретические сведения
- •Стабильность частот автогенераторов
- •Кварцевые резонаторы
- •Автогенераторы с кварцевыми резонаторами
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Значения сопротивления коллекторной нагрузки (кОм)в зависимости от положения переключателей
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.7. Исследование прямого метода формирования сигналов с частотной модуляцией (Лабораторная работа №7)
- •Основные теоретические сведения
- •Угловая модуляция
- •Частотная модуляция в автогенераторе на варикапе
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.8. Исследование нестабильности частоты автогенераторов (Лабораторная работа №8)
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.9. Исследование пассивного цифрового синтезатора сетки частот с потоками двухуровневых импульсов (Лабораторная работа №9)
- •Основные теоретические сведения Общий анализ методов синтеза частот
- •Двухуровневый цифровой сч
- •Пассивный цифровой сч с потоками двухуровневых импульсов
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.10. Исследование пассивного цифровогоСинтезатора сетки частотС потоками многоуровневых импульсов (Лабораторная работа №10)
- •Основные теоретические сведения
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.11. Исследование цифрового Синтезатора частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №11)
- •Основные теоретические сведения
- •Общие характеристики активных методов синтеза частот
- •Структура и принцип действия синтезатора частоты с фап
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •3.12. Исследование частотной модуляциив цифровОм Синтезаторе частоты с фазовой автоподстройкой (Лабораторная работа №12)
- •Основные теоретические сведения
- •Способы формирования информационного сигнала в синтезаторах
- •Используемые приборы и оборудование
- •Порядок подготовки к лабораторной работе
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Библиографический список
- •424000 Йошкар-Ола, пл. Ленина, 3
- •424006 Йошкар-Ола, ул. Панфилова, 17
3.2. Исследование транзисторного Генераторас внешним возбуждениемсо сложной схемой выхода(Лабораторная работа №2)
Цель работы: изучить принципы построения и работы выходных колебательных систем ГВВ; исследовать нагрузочные и настроечные характеристики усилителя мощности со сложной НКС.
Основные теоретические сведения
Рекомендуется предварительно ознакомиться с основными теоретическими сведениями к лабораторной работе №1 «Исследование транзисторного ГВВ с простой схемой выхода» (с. 23-27).
Сложная схема выхода обычно представляется в виде системы двух связанных контуров – антенного с элементом настройки ХН и промежуточного (коллекторного). В качестве элемента связи между контурами могут выступать конденсатор (как, например, в схеме, представленной на рис. 3), катушка индуктивности или взаимная индуктивность между катушками двух контуров.
Сопротивлением связи между контурами ХСВ определяется сопротивление ZBH, вносимое антенным контуром в промежуточный:
ZBH=XCB2/ZАК, (12)
где ZАК=rАК+jXАК – комплексное сопротивление антенного контура с составляющими rАК=rА+rН+rСВ и XАК=XА+XН+XСВ.
При настройке антенного контура в резонанс, когда ХАК=0, вносимое сопротивление ZВН=rВН=XСВ2/rАК будет чисто резистивным.
Эквивалентное сопротивление настроенного в резонанс промежуточного контура определяется выражением
RПК=р2ρПК2/(rПК+rВН)= р2ρПКQН, (13)
где ρПК и rПК – характеристическое сопротивление и сопротивление потерь промежуточного контура, а QН=ρПК/(rПК+rВН) – добротность нагруженного промежуточного контура.
Вводя понятия КПД промежуточного ПК=rВН/(rПК+rВН) и антенного ηАК=rА/rАК контуров, можно найти мощность РА, отдаваемую в антенну, при известной мощности Р1, отдаваемой АЭ в промежуточный контур, по формуле
PА=P1ηПКηАК. (14)
Преимущества сложной НКС перед простой заключаются в существенно лучшей фильтрации высших гармонических составляющих, в возможности получения более широкой полосы пропускания (при одинаковой добротности контуров) и в более простой процедуре настройки схемы. Обычно используют следующий порядок настройки сложной НКС.
Вначале устраняется связь между контурами, и промежуточный контур настраивается в резонанс. Поскольку при ХСВ=0 вносимое сопротивление в соответствии с (12) становится равным нулю и эквивалентное сопротивление промежуточного контура согласно (13) существенно возрастает, АЭ ГВВ переходит в заведомо перенапряженный режим. Поэтому настройку контура в резонанс можно контролировать, измеряя постоянную составляющую коллекторного тока.
Установив связь между контурами минимальной, но обеспечивающей возможность регистрации тока в антенне (антенном контуре), изменением сопротивления ХН антенный контур настраивается в резонанс по максимуму тока в контуре. Если на первом этапе не было возможности установить нулевую связь между контурами, то при настройке антенного контура произойдет расстройка промежуточного контура за счет изменения реактивной составляющей вносимого сопротивления. В этом случае может понадобиться повторная настройка сначала промежуточного контура (при уменьшенной связи), а затем антенного контура.
Изменением связи между контурами добиваются максимального значения тока в антенне, достижение которого и будет означать окончание процедуры настройки НКС ГВВ.
Необходимо иметь в виду, что АЭ ГВВ в результате подбора оптимальной связи переходит в слегка недонапряженный режим. Как уже отмечалось, при отсутствии связи между контурами АЭ ГВВ работает в перенапряженном режиме, отдавая некоторую мощность, которая целиком поглощается в промежуточном контуре. В антенный контур мощность, естественно, не поступает. При увеличении ХСВ мощность Р1, отдаваемая АЭ, возрастает, достигая максимума при ХСВ=ХСВкр, когда ГВВ будет работать в граничном режиме. При дальнейшем увеличении связи ГВВ переходит в недонапряженный режим, что сопровождается снижением мощности Р1. Но часть этой мощности РА, поступающая в антенный контур, зависит от КПД промежуточного контура, который монотонно растет с увеличением ХСВ за счет роста rВН. В результате максимум мощности РА достигается при оптимальной связи, для которой ХСВ=ХСВoпт, причем ХСВопт>ХСВкр. При этом ГВВ работает в недонапряженном режиме.
Если работа генератора в недонапряженном режиме по каким-либо причинам нежелательна или недопустима, например, при амплитудной модуляции на выходном электроде (см. п. 3.4. Исследование коллекторной амплитудной модуляции), связь между контурами необходимо снизить до ХСВкр или сделать еще меньше. Об изменении режима работы генератора можно судить по изменению (в процессе настройки ХСВ) постоянной составляющей коллекторного тока транзистора.
Литература для самостоятельной подготовки: [1; 2, гл. 1.1-1.6, 2.3; 4, гл. 2.1-2.9, 2.12-2.14, 2.16, 3.1-3.3, 3.9; 6; 7(5), гл. 1-5].