3.2. Описание лабораторного стенда уфс–03

Лицевая панель лабораторного стенда приведена на рис. 3.7.

Рис. 3.7. Лицевая панель лабораторного стенда

Функциональная схема лабораторного стенда приведена на рис. 3.8.

Стенд выполнен таким образом, что с помощью переключателя ТИП СХЕМЫ одни и те же кварцевый резонатор, транзистор и колебательный контур L_кC_к могут быть использованы для построения любой из следующих схем АГ (рис. 3.9):

• с КР между базой и коллектором (схема 1);

• с КР между базой и эмиттером (схема 2);

• с кварцем в цепи обратной связи (схема 3);

- без кварцевой стабилизации (схемы 4 и 5).

В состав лабораторного стенда также введен управляемый реактивный элемент (УРЭ) – варикап. Путем изменения управляющего напряжения на варикапе ( ) можно изменять резонансную частоту контура.

Рис. 3.8. Функциональная схема лабораторного стенда

Помимо исследуемого АГ в состав лабораторного стенда включены:

• универсальный мультиметр, предназначенный для измерения частоты генерируемых колебаний , амплитуды высокочастотного напряжения на коллекторе транзистора , постоянной составляющей коллекторного тока I_к0, напряжения коллекторного питания , управляющего напряжения , температуры транзистора и КР;

• переключаемое сопротивление нагрузки (НАГРУЗКА- и ). Сопротивления коллекторной нагрузки для различных положений переключателей и и схем АГ указаны в табл. 3.1;

• цепь автосмещения (АВТОСМЕЩЕНИЕ – R_э1, R_э2, С_э1 и С_э2). Параметры цепи автосмещения для различных положений переключателей R_э1, R_э2, С_э1 и С_э2 указаны в табл. 3.2;

• коммутируемая линия задержки (ЗАДЕРЖКА), имитирующая измене­ние фазового сдвига в цепи обратной связи;

• генератор шума;

• нагревательные элементы КР и транзистора (НАГРЕВ КР. ТР-Р) с датчиками температуры;

• схема коммутации, позволяющая реализовывать любую из исследуемых схем АГ и требуемую программу исследований.

Схема 1 Схема 2 Схема 3 Схемы 4 и 5

Рис. 3.9. Исследуемые схемы автогенераторов

Измерение частоты генерируемых колебаний может производиться при paзличных временах усреднения (накопления) , составляющих 1, 10, 100 мс, 1 и 10 с.

Измеренные мультиметром данные выводятся на жидкокристаллический дисплей, расположенный на лицевой панели макета. «Перелистывание» страниц дисплея осуществляется кнопками ◄ и ►.

Запуск частотомера осуществляется кнопкой Т.

В лабораторной работе проводятся также измерения кратковременной и средневременной нестабильностей частоты. При этом с целью исключения необходимости использования уникальной измерительной аппаратуры при сохранении качественных характеристик изучаемых явлений предусмотрена возможность увеличения уровня собственных шумов элементов АГ путем включения внутреннего генератора шума.

Таблица 3.1

Сопротивление коллекторной нагрузки

Положение сопротивления		Сопротивление , кОм
		для схем 1…4	для схемы 5
Выкл.	Выкл.	9,1	5,1
Вкл.	Выкл.	4,0	2,2
Выкл.	Вкл.	3,1	1,0
Вкл.	Вкл.	2,1	0,7

Таблица 3.2

Параметры цепи автосмещения

Положение			Сопротивление , кОм	Положение		Емкость ,мкФ
Выкл.	Выкл.		1,0	Выкл.	Выкл.	0,0033
Вкл.	Выкл.		0,7	Вкл.	Выкл.	0,05
Выкл.	Вкл.		0,5	Выкл.	Вкл.	0,1
Вкл.	Вкл.		0,4	Вкл.	Вкл.	0,15

РАБОТА № 8. ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК БЕСКВАРЦЕВЫХ АВТОГЕНЕРАТОРОВ

Цель работы

1. Исследование диаграммы срыва при изменении напряжения смещения АГ.

2. Изучение влияния на характеристики АГ времени задержки в цепи обратной связи, напряжения на варикапе, напряжения питания и сопротивления нагрузки.

3. Исследование явления прерывистой генерации.

Домашнее задание

1. Ознакомиться с методикой проведения лабораторной работы.

2. Начертить схемы исследуемых автогенераторов.

3. Сделать заготовки таблиц.

4. Изобразить предполагаемый вид экспериментальных зависимостей.

Лабораторное задание

1. Включить для прогрева лабораторный стенд и осциллограф.

2. Ознакомиться со схемой макета и расположением переключателей, ручек управления и разъемов для подключения осциллографа, а также с перечнем выво­димой на жидкокристаллический дисплей информации.

3. Установить коллекторное напряжение Е_к равным 9В, сопротивление коллекторной нагрузки максимальным (кнопки R_н1 и R_н2 выключены), сопротивление и емкость цепи автосмещения минимальными. Переключатель ЗАДЕРЖКА должен находиться в положении 0.

4. Снять диаграммы срыва АГ в жестком режиме самовозбуждения. Для этого установить переключатель ТИП СХЕМЫ в положение 5 и при (кнопки R_н1 и R_н2 выключены), изменяя напряжение смещения Е_см от нуля до максимально возможного значения, снять зависимости напряжения на контуре U_к и постоянной составляющей тока коллектора транзистора I_ко от напряжения смещения Е_см. Повторить измерения при изменении Е_см от максимально возможного значения до нуля. Основное внимание следует уделить области возникновения и срыва автоколебаний (малых напряжений смещения). Результаты измерений занести в таблицу. Ниже показан её возможный вид.

5. Снять диаграммы срыва АГ в мягком режиме самовозбуждения так, как это делалось при выполнении п.4 задания, но при (кнопки R_н1 и R_н2 включены). Результаты измерения занести в табл. 3.4 (подобна табл. 3.3). По данным табл. 3.3 и 3.4 построить совмещенные графики.

Таблица 3.3 – 3.4

Диаграмма срыва в жестком режиме самовозбуждения ( )

	от до
	0								6,0
	от до
	6,0								0

6. Снять настроечную характеристику АГ.

6.1. Установить режим работы схемы в соответствии с п. 3 задания, переключатель ТИП CXЕМЫ установить в положение 4.

6.2. Снять зависимости напряжения на контуре , постоянной составляющей коллекторного то­ка транзистора и частоты генерации от значения управляющего напряжения, пода­ваемого на варикап, . Результаты измерений занести в таблицу. Ниже показан её возможный вид.

По данным табл. 3.5 построить графики.

7. Исследовать влияние времени задержки в цепи обратной связи АГ.

7.1. Установить режим работы схемы 4 в соответствии с п.3 задания при управляющем напряжении на варикапе В (частота генерации близка к 2 МГц).

Таблица 3.5

Настроечная характеристика АГ при кОм

, В	0	1	3	6	9
, В
, мА
, МГц

7.2. Снять зависимости напряжения на контуре , постоянной составляющей коллекторного тока транзистора и частоты генерации от длины линии задержки в цепи обратной связи (осуществляется переключателем ЗАДЕРЖКА). Результаты измерений занести в табл. 3.6.

Таблица 3.6

Влияние времени задержки при кОм

	0	1	3	5	7

По данным табл. 3.6 построить графики.

8. Исследовать влияние напряжения источника коллекторного пи­тания автогенератора на частоту генерируемых колебаний и режим работы транзи­стора. Для этого установить режим работы схемы 4 как п. 3 задания при В и снять зави­симости .

Эксперимент проводить, начиная с максимально возможного значения на­пряжения питания Е_к, в сторону его уменьшения до срыва генерации. Основное внимание следует уделить области вблизи срыва генерации. Результаты измерений занести в таблицу. Ниже показан ее возможный вид.

Таблица 3.7

Влияние напряжения на параметры АГ при кОм

По данным табл. 3.7 построить графики.

9. Исследовать влияние сопротивления коллекторной нагрузки на часто­ту генерируемых колебаний и режим работы автогенератора. Для этого установить режим работы схемы 4 как в п. 3 задания при В и снять зависимости . Результаты измерений занести в табл. 3.8.

Таблица 3.8

Нагрузочные характеристики АГ

	9,1	4,0	3,1	2,1

По данным табл. 3.8 построить графики.

10. Исследовать режим прерывистой генерации. Для этого установить переключатель ТИП СХЕМЫ в положение 5, коллекторное напряжение и увеличением напряжения смещения Е_см добиться появления прерывистых колебаний. Зарисовать типичные осциллограммы напряжения на выходе АГ и напряжения на элементах R_э, С_э в цепи эмиттеpа. Отметить влияние напряжения смещения на параметры и форму генерируемых радиоимпульсов. Снять зависимости длительности радиоимпульсов и промежутков между ними T от значений R_э и С_э (изменяется соответствующими кнопками на панели макета). Результаты измерений занести в табл. 3.9.

Таблица 3.9

Влияние цепи автосмещения на параметры импульсов

	1	0,7	0,5	0,4	1	1	1	1
	0,15	0,15	0,15	0,15	0,0033	0,05	0,1	0,15

По данным табл. 3.9 построить графики T(R_Э) и Т(С_Э).