Порядок выполнения работы

1. Исследование проходной вах нелинейного элемента

1.1. Собрать лабораторную установку в соответствии с рис.5.3. Напряжение на нелинейном элементе измеряется с помощью вольтметра, подключенного к гнездам « ».

Рис.5.3. Схема лабораторной установки

1.2. Изменяя напряжение на нелинейном элементе с шагом 0,2В измерить значения постоянного напряжения на Вых.2 и записать их в табл.1.

Таблица 1

Таблица измерений

	0	-0,2	-0,4	-0,6	-0,8	-1,0	…
							…

1.3. Рассчитать и записать в табл.1 значения тока через нелинейный элемент по формуле , где .

1.4. Построить график полученной вольтамперной характеристики , сравнить результат с рис.5.2.

2. Исследование резонансного усилителя в линейном режиме

2.1. Собрать схему лабораторной установки в соответствии с рис.5.4. Подключить к гнездам «Вх.1» лабораторного макета генератор GFG-8255A, к гнездам «U₀» - вольтметр. На передней панели генератора нажать клавишу выбора формы синусоидального сигнала. Затем выбрать частотный диапазон 100k.

2.2. Руководствуясь графиком ВАХ, полученным при выполнении п.1, выбрать рабочий участок, соответствующий линейному режиму работы нелинейного элемента, определить, записать в отчёт и установить требуемые напряжение смещения и амплитуду гармонического сигнала . Напряжение смещения измеряется вольтметром. Для наблюдения гармонического сигнала на входе подключить осциллограф к гнездам « ». Установку нужной амплитуды сигнала на входе производить вращением регулятора AMPL на лицевой панели GFG-8255A.

Рис.5.4 Структурная схема лабораторной установки

2.3. Подключить осциллограф к выходу Вых.1. Вращая регулятор FREQ установить частоту, равную резонансной частоте колебательного контура. Момент настройки контура фиксировать по максимальной амплитуде сигнала на выходе резонансного усилителя. Записать в отчёт значение резонансной частоты.

2.4. Подключить осциллограф к Вых.2 и по форме выходного тока убедиться, что установлен линейный режим работы. В линейном режиме выходной ток имеет форму гармонического колебания. Зарисовать в отчёте соответствующую осциллограмму.

2.5. Подключить осциллограф к Вых.1 и экспериментально определить полосу пропускания колебательного контура . Вернуться в режим резонанса. Вычислить резонансное сопротивление контура по формуле:

,

где резонансная частота,

– емкость,

– эквивалентная добротность контура.

2.6. В линейном режиме измерить амплитуду напряжения на контуре (Вых.1) и вычислить амплитуду первой гармоники тока

.

Построить спектральную диаграмму тока через нелинейный элемент.

3. Исследование резонансного усилителя в режиме кусочно-линейной аппроксимации вах

3.1. Руководствуясь графиком ВАХ, полученным при выполнении п.1, выбрать рабочий участок, соответствующий режиму кусочно-линейной аппроксимации, построить график аппроксимирующей функции, записать в отчёт полученное значение напряжения отсечки . Задавая максимальное напряжение на нелинейном элементе , определить амплитуду гармонического сигнала и напряжение смещения , соответствующие углу отсечки из системы уравнений:

.

Учитывая, что , запишем:

.

Установка значений напряжений производится аналогично п.2.2.

3.2. Подключить осциллограф к гнёздам «Вых.2». Зарисовать форму тока через нелинейный элемент.

3.3. Определить амплитуду первой гармоники тока. Амплитуда первой гармоники тока определяется так же, как и в линейном режиме (п.2.6). Частота генератора при этом равна резонансной частоте контура .

3.4. Определить амплитуду второй гармоники тока : Частоту генератора установить . Определить по максимуму напряжения на контуре (при неизменной амплитуде входного напряжения). Вычислить .

3.5. Определить амплитуду третьей гармоники тока: Частоту генератора установить . Определить по максимуму напряжения на контуре (при неизменной амплитуде входного напряжения). Вычислить .

3.6. Вернуться в режим резонанса.

3.7. Построить график амплитудного спектра тока.

3.8. Найти крутизну участка прозрачности аппроксимированной ВАХ, полученной в п.3.1. и записать выражение для аппроксимирующей функции:

3.9. Рассчитать амплитуды первой, второй и третьей гармоник тока через нелинейный элемент по формулам:

,

где ; ; - коэффициенты Берга. Построить график амплитудного спектра в одной системе координат с графиком, полученным в п.3.7.

3.10. Сформулировать выводы о совпадении экспериментального и расчётного графиков спектра тока через нелинейный элемент, кратко охарактеризовать полученные спектральные диаграммы.

3.11. Задавая максимальное напряжение на нелинейном элементе , установить напряжение смещения и амплитуду гармонического сигнала , соответствующие углу отсечки .

3.12. Подключить осциллограф к гнёздам «Вых.2». Зарисовать форму тока через нелинейный элемент.

3.13. Повторить п.п.3.3 – 3.7, 3.9, 3.10 для угла отсечки , ; ; .