Лабораторная работа № 3 Исследование режимов и стабильности частоты автогенераторов на транзисторах и туннельных диодах.

1. Цель работы

Изучить:

- схемы автогенераторов на транзисторах и туннельных диодах;

- режимы самовозбуждения автогенераторов;

- условия повышения стабильности частоты автогенераторов.

2. Описание лабораторной установки

Структурная схема установки для исследования режимов и стабильности частоты автогенераторов на транзисторах и туннельных диодах приведена на рис. 3.1. Она содержит лабораторный макет, к выходу которого для измерения Исследуемых параметров подключаются: вольтметр, осциллограф и частотомер.

Рис. 3.1

Лабораторные макеты имеют схемные разновидности. Однако в каждом из них смонтированы три автогенератора на туннельном диоде, с кварцевой стабилизацией частоты и LC — колебательной системой.

На рис. 3.2 приведена схема автогенератора на туннельном диоде АИ301Г, Напряжение питания на диод подается от источника Е_п через делитель R₁, R₂. Путем изменения сопротивления R₁ осуществляется выбор рабочей точки на характеристике диода.

Кварцевый автогенератор рис. 3.3 выполнен на микросхеме К1УС181Д. Путем подключения последовательно с кварцевым резонатором индуктивностей можно изменять частоту автогенератора. Ручка для подключения индуктивностей выведена на переднюю панель.

Автогенератор с LC - колебательной системой рис. 3.4 выполнен на полевом транзисторе VT - 2П302Б. Величина переменного напряжения на затворе транзистора изменяется потенциометром R₂, а смещение - потенциометром R₂, ручки которого выведены на переднюю панель макета. Напряжение на стоке изменяется ручкой "Сток". Нагрузка изменяется переключателем П1.

Индикатором включения той или иной схемы автогенератора "ТД", "KB", "LC" - служат светодиоды Н1-НЗ АЛ 301, находящиеся на передней панели установки.

Напряжение на стоках транзисторов и туннельном диоде автогенераторов изменяется ручками, выведенными на переднюю панель макета и контролируется вольтметрами V₁ и V₂.

Нагрузка, равна номинальному, удвоенному и половинному значениям, устанавливается переключателем П1 .

3. Задание

   1. Выполняется при подготовке.

      1. Изучить рекомендуемую литературу, продумать порядок выполнения работы.

      2. Начертить эквивалентные схемы автогенераторов.

      3. Ответить на контрольные вопросы.

   2. Выполняется в лаборатории.

      1. Исследовать режим работы и стабильность частоты автогенератора с LC - колебательной системой .

         1. Ознакомится с исследуемым макетом, и подключить приборы в соответствии с функциональной схемой рис. 3.1.

         2. Включить источник питания, установить нагрузку равную 2 кОм. Изменением напряжения смещения (ручка U_ЗАTB ) и связи ( ручка К_св) установить максимальное выходное напряжение (оптимальный режим).

         3. Измерить зависимость выходного напряжения от величины коэффициента обратной связи и от напряжения смещения. Построить графики этих зависимостей.

         4. Подключить к клеммам "Выход" частотомер. Для оптимального режима измерить относительное отклонение частоты при изменении:- напряжения питания; - величины нагрузки.

2. Исследование стабильности частоты кварцевогоавтогенератора.

   1. Переключатель типа исследуемого автогенераторапоставить в положение "КВАРЦ".

   2. Измерить относительное отклонение частоты от изменения:- напряжения питания;- нагрузки;- величины индуктивности, включаемой последовательно с кварцевым резонатором.Построить график зависимости относительного изменения частоты от напряжения питания.

3. Исследовать автогенератор на туннельном диоде.

   1. Переключатель типа исследуемого автогенератора поставить в положение "ТД".

   2. Установить рабочее напряжение на диоде по максимальному неискаженному выходному напряжению.

   3. Измерить отклонение частоты от изменения:- напряжения питания;- величины нагрузки.Определить результирующую относительную нестабильность частоты при изменении напряжения питания на ± 20 % и нагрузки на ± 50 % .

4. Содержание отчета

   1. Принципиальные схемы автогенераторов.

   2. Результаты измерений и графики снятых зависимостей.

   3. Выводы содержащие оценку полученных результатов.

5. Контрольные вопросы

   1. Сформулировать условия самовозбуждения колебаний в автогенераторе,

   2. Что такое режимы мягкого и жесткого самовозбуждения автогенератора и как они обеспечиваются?

   3. Начертить эквивалентные схемы автогенераторов, выполненных: по емкостной трехточке; по индуктивной трехточке. Показать, как обеспечиваются в них баланс фаз и коэффициент обратной связи.

   4. В чем заключается стабилизирующее действие кварца?

   5. Начертить эквивалентную схему кварцевого автогенератора, выполненного по осцилляторной схеме; с избирательной обратной связью.

   6. В чем заключается принцип работы автогенератора натуннельном диоде?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Петров Б.Е., Романюк В.А. Радиопередающие устройства на полупроводниковых приборах.- М.: Высшая школа, 1989.- с. 138-144,151-154, 159-164.

2. Александров А.И. Основы теории автогенераторов: Учебн. пособие. -М.: МИРЭА, 1993.-с. 4-27.