Содержание отчета

Отчет о работе должен содержать:

1. Схему установки.

2. Экспериментальные характеристики и осциллограммы с пояснениями.

3. Значения КПД усилителя мощности при разных видах модуляции (пп. 4 и 8 задания).

4. Выводы по полученным результатам.

Контрольные вопросы

Основные

1. Написать выражение для средней за период высокой частоты мощности АМ-колебаний (или выведите это выражение).

2. Написать выражение для средней мощности АМ-колебания за период модулирующего сигнала (или получите это выражение).

3. Целесообразно ли осуществлять модуляцию на коллектор в промежуточных каскадах передатчика?

4. На какую мощность следует рассчитывать модулятор при коллекторной модуляции?

5. Какие преимущества и в каких случаях имеет коллекторная модуляция перед базовой?

6. Какие элементы схемы определяют частотные искажения на высоких и низких звуковых частотах в данной работе?

7. Дать определение СМХ. Сравнить теоретическую и экспериментальную СМХ.

8. Дать определение АДМХ. Сравнить теоретическую и экспериментальную зависимости.

9. Дать определение частотной модуляционной характеристики. Сравнить теоретическую и экспериментальную ЧМХ.

Дополнительные

10. Объяснить процесс настройки генератора по приборам при коллекторной модуляции.

11. Изобразить осциллограммы токов I_к0, I_б0, I_к(t) при коллекторной модуляции (I_к – ток контура); осциллограммы E_к, I_к(t).

12. Изобразить и объяснить статические модуляционные характеристики I_к0, I_б0, I_к1, U_к (Е_к ) при коллекторной и комбинированной модуляции.

13. Объяснить процесс настройки усилителя по приборам при коллекторной и комбинированной модуляции.

14. Изобразить и объяснить зависимость Р_0, Р_к, Р_1, ξ, η_е, g(E_к) при двух значениях R.

15. Изобразить осциллограммы токов I_к0, I_б0, I_к(t) при коллекторной модуляции (I_к – ток контура); осциллограммы e_к, I_к(t).

16. На какую мощность следует рассчитывать модулятор при коллекторной модуляции?

17. Начертить схемы выходного и предоконечного каскадов передатчика и модулятора. Выходной каскад – по двухтактной схеме с коллекторной модуляцией; предоконечный – однотактный с модуляцией смещением; двухтактный модулятор – по трансформаторной схеме. Показать включение источников питания и измерительных приборов. Обозначить все цепи, в которых протекают токи звуковой частоты.

2.3. Описание лабораторного стендаУфс-07

Лабораторный стенд (рис.2.10) предназначен для исследования методов осуществления амплитудной модуляции в УМ, выполненном на биполярном транзисторе КТ602. Схема усилителя показана на рис.2.11. Стенд позволяет исследовать базовую модуляцию смещением, коллекторную модуляцию и комбинированную коллекторную модуляцию (с автоматической базовой модуляцией). Любая из исследуемых схем осуществления амплитудной модуляции может быть построена подключением генератора модулирующего сигнала к базовой или коллекторной цепи транзисторного усилителя мощности с помощью переключателей S1 и S2.

Рис.2.10.Лицевая панель лабораторного стенда

Лабораторный стенд помимо исследуемого устройства включает в себя регулируемые по амплитуде генераторы сигнала возбуждения и модулирующего сигнала и мультиметр, позволяющий измерять токи и напряжения в контрольных точках исследуемого усилителя и значение коэффициентов модуляции m₊ и m_- выходного сигнала. При измерении переменных токов и напряжении выводятся их амплитудные значения.

Подключение мультиметра к необходимой контрольной точке осуществляется с помощью кнопок, расположенных под жидкокристаллическим дисплеем, отображающим измеряемую величину и ее значение. Средняя кнопка предназначена для выделения информации, относящейся к выполняемому пункту лабораторной работы. Левая и правая кнопки позволяют "перелистывать" страницы дисплея назад и вперед в пределах этого пункта.

Генератор модулирующего сигнала (ГЕНЕРАТОР G1) обеспечивает дискретность изменения частоты от 10 Гц до 8 кГц (16 значений) и плавную регулировку амплитуды с помощью кнопок и и потенциометра (УРОВЕНЬ) соответственно.

Рис.2.11. Упрощенная электрическая схема лабораторной установки

Генератор сигнала возбуждения G2 формирует синусоидальный сигнал с частотой 200 кГц, амплитуда которого плавно регулируется с помощью аттенюатора (ГЕНЕРАТОР G2).

Регулировка базового смещения и напряжения коллекторного питания осуществляется с помощью потенциометров E_б и Е_к .

Управление переключателями SI и S2 осуществляется с помощью кнопок управления, расположенных в нижней части лицевой панели стенда, путем однократного нажатия на кнопку и удержания ее в течение 0,5 сек. Текущее положение любого переключателя индицируется зажиганием соответствующего светодиода.

В лабораторном стенде предусмотрена возможность подключения двулучевого осциллографа к необходимом контрольным точкам с помощью соответствуют разъемов, выведенных на заднюю панель стенда. При этом кнопками управления и (КАНАЛ 1 и КАНАЛ 2) на каждый из каналов осциллографа можно независимо выводить осциллограммы токов и напряжений, список которых приведен в поле (ОСЦИЛЛОГРАФ). Конкретный вид выводимого сигнала индицируется зажиганием соответствующего светодиода. В левом верхнем углу лицевой панели расположен выключатель (СЕТЬ), обеспечивающий включение и выключение стенда.

Работа № 6. Исследование базовой модуляции смещением

Цель работы

1. Знакомство с методами определения основных характеристик устройств формирования амплитудно-модулированного сигнала.

2. Изучение схемы осуществления базовой модуляции смещением.

3. Построение СМХ при базовой модуляции.

4. Построение АДМХ и АЧМХ при базовой модуляции.

Домашнее задание

1. Изучить руководство к лабораторной работе.

2. Записать цель работы.

3. Начертить схему осуществления базовой модуляции смещением.

4. Сделать заготовку таблиц.

5. Ознакомить с порядком выполнения лабораторной работы и нарисовать ход возможных зависимостей.

6. Подготовить ответы на контрольные вопросы.

Лабораторное задание

1. Ознакомиться с расположением органов управления стендом и поставить потенциометры, регулирующие уровни напряжений смещения, коллекторного питания, модулирующего сигнала и возбуждения в крайнее левое положение. Включить для прогрева лабораторный стенд и осциллограф. На экране жидкокристаллического дисплея (ЖКД) в правой верхней части лицевой панели должна появиться надпись, подтверждающая работоспособность встроенного мультиметра, а на светодиодном индикаторе установки частоты генератора модулирующего сигнала высветится текущее значение частоты. Перед началом работы, нажимая кнопки клавиатуры мультиметра, следует изучить последовательность вывода информации на экран ЖКД.

2. Построить схему осуществления базовой модуляции смещением, поставив переключатели S1 и S2 в положение 1. Электрическая схема установки при базовой модуляции приведена на рис.2.12.

Таблица 2.3

Статические модуляционные характеристики

Eб, В
Iконт, мА
Iко, мА

3. Снять статические модуляционные характеристики, т.е. зависимости I_конт и I_к0 oт напряжения смещения на базе Е_б. Эксперимент проводится при постоянных значениях напряжения коллекторного питания Е_к, амплитуде напряжения возбуждения U_б=0,5 В, напряжении модуляции U_Ω=0. Напряжение Е_к нужно выбрать таким, чтобы при Е_б=0,65 В и U_б=0,5 В наблюдался граничный режим работы транзистора. Напряженность режима удобно контролировать по форме импульсов коллекторного тока. Напряжение смещения Е_б изменять в пределах, соответствующих изменениям тока I_к0 от 2 до 40 мА. Количество точек измерения N≥3 должно быть достаточным для построения графика. Ниже показан возможный вид таблицы.

По данным табл. 2.3 построить графики СМХ и из построенной зависимости I_конт(E_б) определить напряжение смещения в режиме несущей частоты Е_бн (середине линейного участка СМХ). Определить по графику максимальное значение модулирующего напряжения U_Ωmax, при котором коэффициент модуляции m =1.

Рис.2.12. Схема осуществления базовой модуляции смещением

4. Обратить внимание на изменение формы импульса эмиттерного тока транзистора и зарисовать ее для случаев Е_б<Е_бн, Е_б=Е_бн и Е_б>Е_бн.

5. Снять амплитудную динамическую модуляционную характеристику, т.е. зависимость коэффициента модуляции m от уровня модулирующего напряжения U_Ω. Измеряются значения m_– и m₊, соответствующие нижней и верхней полуволнам огибающей АМ колебания. Эксперимент проводится при частоте модулирующего сигнала F=1 кГц, E_бн=0,65 В и U_б=0,5 В. Величину напряжения питания E_к выбрать из условия получения малых искажений АМ колебания. Количество точек измерения N≥3 должно быть достаточным для построения графика. Ниже показан возможный вид таблицы.

Таблица 2.4

Амплитудная динамическая модуляционная характеристика

UΩ, В
m+
m–

По данным таблицы 2.4 построить графики m₊(U_Ω) и m_-(U_Ω).

6. Снять частотную ДМХ, т.е. зависимость коэффициента модуляции m от частоты модулирующего напряжения F. Эксперимент проводится при постоянной амплитуде модулирующего сигнала, обеспечивающей значение m = 0,5 на частоте F=1 кГц, E_бн=0,65 В и U_б =0,5 В. Количество точек измерения N≥3 должно быть достаточным для построения графика. Ниже показан возможный вид таблицы.

Таблица 2.5

Частотная модуляционная характеристика

F, кГц
m+
m–

По данным табл. 2.5 построить графики m₊(F) и m_-(F).