Исследование умножителя частоты

Цель работы:

Изучить схему умножителя частоты на транзисторе и измерить основные параметры схемы.

Задание:

1. Включить схему учебного передатчика.

2. Измерить амплитуду и частоту напряжения на входе умножителя.

3. Измерить амплитуду и частоту напряжения на выходе умножителя.

4. Рассчитать резонансную частоту фильтрующего контура в схеме.

Указания по подготовке к работе:

1. Изучить по учебнику [ Л ] материалы гл.7 "Умножители частоты.

2. Подготовить бланк отчета, поместив в него схему умножителя частоты (рис.4).

3. По элементам схемы (рис.4) рассчитать резонансную частоту фильтрующего контура в коллекторной цепи транзистора VT5.

Указания к выполнению работы:

1. Проверить схему установки для проведения измерений: наличие осциллографа, вольтметра, частотомера.

2. Включить лабораторный макет и измерительные приборы.

3. Измерить амплитуду и частоту напряжения на входе умножителя (в гнездах КТ1, КТ1' ).

4. Измерить амплитуду и частоту напряжения на выходе умножителя (в гнездах КТ2, КТ2' ).

Вопросы для подготовки к работе:

1. Какие функции выполняют умножители частоты в передатчиках.

2. По какой схеме построен умножитель в учебной установке.

3. Какие элементы схемы обеспечивают фильтрацию третьей гармоники на выходе, какие элементы схемы являются блокировочными в цепях питания постоянным током.

Вопросы к зачету:

1. Как выбирают режим работы транзистора в схеме утроителя частоты.

2. Поясните механизм умножения частоты (почему частота выходного колебания отличается в 3 раза от входной).

3. Что является нагрузкой умножителя частоты.

Содержание отчета:

1. Схема умножителя частоты с подключенными измерительными приборами.

2. Результаты измерений в контрольных точках.

Лабораторная работа №4 Исследование нестабильности частоты автогенераторов

Цель работы:

Выявить влияние различных дестабилизирующих факторов на частоту, генерируемую автогенераторами и произвести сравнение стабильности частоты автогенератора, стабилизированного кварцевым резонатором, и стабильности частоты LC-автогенератора.

Задание:

1. Включить схему учебного передатчика и установить исходный режим работы LC- автогенератора: Епит=9В.

2. Исследовать влияние питающих напряжений LC-автогенератора на генерируемую частоту.

3. Исследовать влияние изменения температуры LC-автогенератора на генерируемую частоту.

4. Переключить схему автогенераторов на кварцевый автогенератор.

5. Исследовать влияние питающих напряжений на автогенератор с кварцевой стабилизацией.

6. Исследовать влияние изменения температуры на автогенератор с кварцевой стабилизацией.

Указания по подготовке к работе:

1. Изучить материалы разделов учебника [ Л ], гл.

• Транзисторные автогенераторы,

• Нестабильность частоты автогенераторов,

• Цепи питания автогенераторов,

• Автогенераторы с кварцем.

2. Подготовить бланк отчета, поместив в него схемы LC-автогенератора, автогенератора, стабилизированного кварцевым резонатором, и схему проведения измерений.

3. Рассчитать по элементам принципиальной схемы учебной установки частоту, генерируемую LC-автогенератором. При этом использовать принципиальную схему LC-автогенератора (рис.2).

Указания к выполнению работы:

1. Проверить схему установки для проведения измерений: наличие осциллографа и частотомера.

2. Включить учебный передатчик и измерительные приборы.

3. Установить переключатель S2 (рис.1) в положение, соответствующее подключению LC-автогенератора. Установить Епит=9В .

4. Изменяя напряжение коллекторного питания Епит от 9В до 5В измерить значения частоты автогенератора и амплитуду колебаний при комнатной температуре. Амплитуду колебаний измерять с помощью осциллографа на выходе буферного усилителя задающего генератора. Результаты измерений занести в табл. 4.1.

5. Установить переключатель S2 в положение, соответствующее подключению кварцевого автогенератора. Изменяя напряжение питания Епит от 9В до 5В измерить значения частоты автогенератора и амплитуды колебаний при комнатной температуре. Результаты измерений занести в табл.4.1.

6. С помощью переключателя S2 вновь подключить LC-автогенератор. Изменить температуру в блоке автогенератора, включив с помощью тумблера "Нагрев", устройство нагрева.

Выждать время, необходимое для установки температуры в блоке автогенераторов около 50⁰С. После установки температуры загорится лампочка "Режим". Чтобы обеспечить прогрев всех элементов блока, выждать приблизительно 5 - 10 мин. После этого заново выполнить пункт 4. при температуре 50⁰С. Результаты измерений занести в табл.4.1.

7. Произвести измерения частоты кварцевого автогенератора при температуре 50⁰С в соответствии с пунктом 5. Результаты измерений занести в табл.4.1.

Таблица 4.1

Вид автогенератора	Епит., В	Комнатная температура Частота Амплитуда		Температура 50 град С Частота Амплитуда
LC-	9
автогенератор	7
	5
Кварцевый	9
автогенератор	7
	5

8. Рассчитать относительную нестабильность частоты LC-автогенератора и автогенератора с кварцем при изменении питающих напряжений и температуры. Для этого на основе результатов табл.4.1. вычисляют df / dE_пит и находят относительную нестабильность частоты при изменении напряжения питания на 0,1В и 0,5В соответственно. Точно так же определяют отношение df / dt^o , где dt^o = 50⁰С - t^o_комн. , и вычисляют относительную нестабильность частоты при изменении температуры на 1⁰С.

Вопросы для подготовки к работе:

1. Указать, к какому классу схем относится LC-автогенератор (рис.2) в учебной установке. Доказать, что в схеме выполняется условие баланса фаз.

2. На схеме LC-автогенератора указать элементы, определяющие частоту автоколебаний, элементы цепи обратной связи, элементы схемы автоматического смещения, элементы блокировки в цепях подачи напряжения питания.

3. Объяснить необходимость включения буферного усилителя между выходом автогенератора и умножителем частоты.

4. Указать, к какому классу схем относится кварцевый автогенератор в учебном передатчике.

5. Что такое абсолютное и относительное изменение частоты автогенератора.

Вопросы к зачету:

1. Объяснить, почему при изменении питающего напряжения меняется частота LC-автогенератора. Указать, как величина Епит влияет на параметры автогенератора, определяющие генерируемую частоту. Какие фазовые углы в уравнении баланса фаз меняются при изменении напряжения питания.

2. Объяснить причину ухода частоты LC-автогенератора при изменении теплового режима.

3. Объяснить, почему меняется амплитуда колебаний при изменении питающих напряжений. Указать, как при этом изменяются составляющие уравнения баланса амплитуд.

4. Сравнить нестабильность частоты LC-автогенератора под воздействием дестабилизирующих факторов с нестабильностью автогенератора с кварцевым резонатором. Объяснить причины, по которым наличие кварцевого резонатора в схеме стабилизирует частоту автоколебаний.

5. Оценить полученную величину нестабильности частоты с точки зрения требований, предъявляемых к стабильности частоты передатчиков различного назначения.

Содержание отчета:

1. Схема LC-автогенератора и кварцевого автогенератора.

2. Схема измерений и типы измерительных приборов.

3. Таблица эксперимента.

4. Результаты расчета относительного изменения частоты.

5. Оценка полученной относительной нестабильности частоты.