16

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра «Радиотехника»

Методические рекомендации

к выполнению лабораторных работ

на учебной установке

"ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕДАТЧИКА АМ СИГНАЛОВ"

по курсу

УСТРОЙСТВА ГЕНЕРИРОВАНИЯ И ФОРМИРОВАНИЯ

РАДИОСИГНАЛОВ

Ижевск 2007

Введение

Методические указания к выполнению лабораторных работ на учебной установке "Исследование передатчика АМ сигналов" предназначены для студентов специальностей 210700 Автоматика, телемеханика и связь на железнодорожном транспорте, 201100 "Радиосвязь, радиовещание и телевидение". Содержание работ соответствует программе курса "Устройства генерирования и формирования радиосигналов" и ориентировано на учебник: Устройства генерирования и формирования радиосигналов: Учебник для вузов / Л.А. Белов, В.М. Богачев, М.В. Благовещенский и др.; Под ред. Г.М. Уткина, В.Н. Кулешова и М.В. Благовещенского. 2-е изд., перерераб. и доп. – М.: Радио и связь, 1994. – 416 с.:ил. Все ссылки [ Л ] в методических указаниях даны на указанный учебник.

Выполнение лабораторных работ складывается из трех этапов: подготовки к работе, экспериментальной части, анализа полученных результатов. Цель методических указаний состоит в оказании помощи студентам при подготовке к работе, в проведении измерений и анализе их результатов. Указания также содержат схемы основных узлов учебной установки, поверочных расчетов и форматы, используемые при снятии экспериментальных данных.

Лабораторная работа №1 Изучение схемы учебной установки

Цель работы:

Изучение схемы лабораторной установки и получение навыков по его включению и проведению измерений.

Задание:

1. Изучить структурную лабораторной установки (рис.1), установить число каскадов и их назначение.

2. Изучить принципиальные схемы отдельных каскадов (рис.2, 3, 4, 5), схемы питания отдельных транзисторов.

3. Ознакомиться с контрольными точками схемы, предназначенными для проведения измерений.

4. Включить лабораторный макет и измерительную аппаратуру. Определить амплитуду и частоту выходных колебаний.

Указания к выполнению работы:

1. Вначале необходимо разобраться в схеме учебной установки. Изучение схемы следует начать с определения на принципиальных схемах (рис. 2 - 5) отдельных каскадов структурной схемы (рис.1).

Задающий генератор (LC АГ) построен по двухкаскадной схеме (рис.2). Первый каскад на транзисторе VT1 - собственно автогенератор, а второй каскад на транзисторе VT2 является буферным усилителем. Во всех каскадах передатчика использованы транзисторы КТ315Б. Характеристики транзистора КТ315Б приведены на рис.6. Автогенератор собран по схеме емкостной трехточки. Два конденсатора по 820 пФ , индуктивность L=15мкГ, конденсатор в цепи обратной связи емкостью 47пФ и емкость транзистора определяют частоту автоколебательного контура. Резисторы в цепи базы и эмиттера VT1 обеспечивают смещение на базе транзистора. Межкаскадная связь выполнена по трансформаторной схеме. Транзистор второго каскада VT2 включен по схеме эмиттерного повторителя, что обеспечивает необходимую развязку между задающим генератором и последующими каскадами передатчика.

Вместо LC-генератора в схему с помощью переключателя S2 (рис.1) можно включить кварцевый автогенератор (рис.3). Автогенератор с кварцевым резонатором построен на транзисторе VT3 по осцилляторной схеме, кварцевый резонатор включен в цепь между коллектором и базой. Следующий за кварцевым автогенератором каскад на транзисторе VT4 является буферным, аналогично тому, что построен на транзисторе VT2. Теоретический материал, помогающий при изучении схемы кварцевого автогенератора, помещен в [ Л ] , гл.8.

Питание транзисторов автогенераторов осуществляют от стабилизированного выпрямителя с выходным напряжением 9В , 7В , 5В. Изменение напряжения питания производят переключателем Uпит. ЗГ. Для исследования автогенераторов в учебную установку включено устройство нагрева, собранное по схеме рис.7. Принцип работы устройства нагрева состоит в следующем. При включении тумблера "нагрев" (рис.1) подается питание на стабилизатор тока, собранный на транзисторах VT14, VT15 и VT16. При этом через транзистор VT15 протекает ток порядка 350...450 мА, нагревая этот транзистор вместе с радиатором. В результате температура внутри блока задающих генераторов растет, достигая величины 50⁰С. При этой температуре срабатывает (замыкается) термоконтакт t⁰, загорается светодиод VD1, одновременно открывается транзистор VT13, что приводит к запиранию источника тока (уменьшается смещение на базе VT13) и временно прекращается подогрев блока.

Следующим за задающим генератором блоком является умножитель частоты (рис.4). Умножитель частоты построен на транзисторе VT5 по резонансной схеме. Колебательный контур в коллекторной цепи транзистора настроен на 3-ю гармонику входной частоты, что обеспечивает ее выделение в выходной цепи. Далее следует буферный усилитель на транзисторе VT6 для развязки блока умножителя с каскадом усиления. Принципы построения умножителей частоты рассмотрены в [ Л ], гл. 7.

Блок усиления мощности (рис.5) состоит из двух каскадов: предварительного усилителя мощности на транзисторе VT7 и оконечного усилителя мощности на транзисторе VT9. Усилитель на VT8 является вспомогательным и служит для развязки измерительного гнезда КТ4 от схемы усилителя. Предварительный усилитель использован в макете для получения сигнала с амплитудной модуляцией (амплитудный модулятор на рис.1). Модулирующее напряжение низкой частоты подают между эмиттером и корпусом транзистора VT7. В результате по закону напряжения низкой частоты меняется напряжение между базой и эмиттером VT7. Таким образом, в каскаде осуществляется модуляция смещением. Модулирующее напряжение получают в RC-автогенераторе, собранном на транзисторах VT11-VT12. После усиления в эмиттерном повторителе на транзисторе VT10 низкочастотное напряжение подают на эмиттер VT7.

Оконечный усилитель мощности выполнен на транзисторе VT9. Нагрузкой каскада является антенна, либо ее эквивалент, подключенные к транзистору VT9 через колебательную систему в виде П-образного контура. Этот контур обеспечивает фильтрацию высших гармоник и согласование сопротивления нагрузки оконечного каскада с эквивалентным сопротивлением нагрузки транзистора. Переключатель S4 обеспечивает подсоединение антенны или эквивалента. Вопросы, связанные с построением схемы оконечного каскада, рассмотрены в [Л ], гл. 3, 4.

2. Включить макет. Включить измерительную аппаратуру: осциллограф, частотомер, вольтметр. Установить режим усиления радиочастотных колебаний (без модуляции). Измерить частоту колебаний задающего генератора, частоту колебаний на выходе передатчика, амплитуду выходного напряжения. Проверить работу схемы во всех контрольных точках макета.

Вопросы к зачету:

1. Объясните назначения всех каскадов передатчика .

2. Укажите на принципиальной схеме цепи питания всех каскадов. Укажите элементы блокировки, используемые в цепях питания для фильтрации напряжений радиочастоты.

Содержание отчета:

Отчет должен содержать структурную схему лабораторного макета, результаты измерений в контрольных точках макета.