Индивидуальное задание

1. Снять зависимости по п.5 задания при различных сопротивлениях коллекторной нагрузки .

2. Снять зависимости по пп. 6 и 7 задания при различных сопротивлениях коллекторной нагрузки .

Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Исследуемые электрические схемы.

3. Таблицы 3.10 …3.18 с результатами измерений.

4. Графики экспериментальных зависимостей.

5. Краткие выводы с анализом результатов работы.

Контрольные вопросы

Основные

1. Изобразить эквивалентные схемы КР.

2. Каковы особенности осцилляторных схем кварцевых АГ?

3. Указать свойства кварцевых автогенераторов.

4. Как влияет напряжение питания коллектора на амплитуду напряжения на контуре и частоту генерации?

5. Указать факторы, влияющие на стабильность частоты автогенераторов.

6. Указать методы повышения стабильности частоты автогенераторов.

Дополнительные

7. Как влияет настройка контура АГ с КР на частоту генерируемых колебаний?

8. Изобразить схему АГ, работающего на высших механических гармониках КР.

9. Изобразить и пояснить работу фильтровой схемы автогенератора.

РАБОТА № 10. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕСТАБИЛЬНОСТИ ЧАСТОТЫ АВТОГЕНЕРАТОРОВ

Цель работы

1. Исследование кратковременной и средневременной нестабильности частоты различных схем АГ.

2. Исследование влияния температуры кварцевого резонатора и транзистора на частоту кварцевых и бескварцевых АГ.

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 информации, выводимой на жидкокристаллический дисплей.

ВНИМАНИЕ! Измерение частоты АГ нужно выполнять с максимальной точностью. Отсутствие случайных погрешностей при измерениях свидетельствует о недостаточной чувствительности метода измерений (низкой точности измерительного прибора в данном режиме работы). Такие измерения являются недостоверными и потому их следует отбросить.

При измерениях частоты необходимо обеспечить высокую стабильность условий эксперимента (обеспечить постоянство температуры и питающих напряжений, исключить влияние помех, вибраций и других факторов). При высокой стабильности условий эксперимента средние значения частоты во всех сериях измерений будут практически одинаковыми.В противном случае такие измерения являются недостоверными и потому их следует отбросить и повторить измерения при стабильных условиях эксперимента.

3. Подготовить стенд к проведению измерений  установить коллектор­ное напряжение E_к равным 9 В, сопротивление контура R_эк максимальным (R_н1выкл, R_н2выкл.); сопротивление R_э и емкость C_э цепи автосмещения минимальными (R_э1вкл, R_э2вкл, C_э1выкл, C_э2выкл). Переключатель ЗАДЕРЖКА должен находиться в положении 0. Регулировкой управляющего напряжения E_упр на варикапе установить максимальную амплитуду напряжения на коллекторе U_к .

4. Исследовать нестабильность частоты колебаний кварцевого АГ. Экспери­мент проводится для схемы с кварцевым резонатором в цепи обратной связи (пере­ключатель ТИП СХЕМЫ в положении 3).

Таблица 3.19

Зависимости нестабильности частоты АГ от времени усреднения

, с	0,001	0,01	0,1	1,0	10
D( )

4.1. Установить на дисплее ЖКИ режим измерения частоты колебаний и снять зависимость кратковременной и средневременной нестабильностей частоты колебаний АГ от времени усреднения (накопления) τ = Т_Н (устанавливается кнопкой ► под ЖКИ) при отключенном генераторе шума (индикатор ГШ не горит). Снять зависимость f(τ). Время усреднения τ изменять в пределах от 0.001 до 10 с. Для каждого значения τ снять не менее 10 отсчетов частоты. Для получения каждого нового отсчета частоты при выбранном τ необходимо каждый раз перезапускать частотомер.

По данным измерений рассчитать и построить график σ/f_ср=f(τ). При обработке результатов измерений определяют:

• среднее значение частоты ;

• дисперсию ;

• относительную нестабильность частоты

,

где - число измерений усредненной частоты;

- момент начала i-го измерения;

- интервал усреднения;

- отклонение частоты от среднего

значения при i-м измерении для данной серии измерений и усреднения .

Время усреднения и время начала измерения являются параметрами, влияющими на полученные точечные оценки частоты. При вычислениях среднее значение, дисперсия и относительная нестабильность частоты зависят только от количества измерений. Поэтому для вычислений запишем следующие выражения:

, ,

где - результат i-го измерения частоты.

Для вычисления значений и рекомендуется использовать ПМК или ПК (см. подразд. 5.7 и 5.8).

4.2. Снять зависимость в соответствии с п. 4.1. задания при включенном генераторе шума. Результаты измерений занести в табл. 3.20. (аналогична табл. 3.19). По данным измерений рассчитать и построить график .

5. Исследование нестабильности частоты колебаний бескварцевого АГ (переключатель ТИП СХЕМЫ в положении 4).

5.1. Снять зависимость в соответствии с п. 4.1. задания при выключенном генераторе шума. Результаты измерений занести в табл. 3.21 (аналогична табл. 3.19). По данным измерений рассчитать и построить график зависимости от времени усреднения τ.

5.2. Снять зависимости в соответствии с п. 4.1. задания при включенном генераторе шума. Результаты измерений занести в табл. 3.22 (аналогична табл. 3.19). По данным измерений рассчитать и построить график зависимости от интервала усреднения τ.

6. Исследовать зависимость частоты генерации от температуры транзистора.

6.1. Включить схему АГ с КР в цепи обратной связи (переключатель ТИП СХЕМЫ в положении 3) и изменением управляющего напряжения E_упр на варикапе установить максимальное значение напряжения U_К на контуре.

6.2. Не изме­няя напряжение E_упр, снять зависимость частоты генерации от температуры транзистора в ав­тогенераторах, выполненных по схемам 3 и 4. Для этого включить нагрев транзистора нажатием кнопки НАГРЕВ ТР-Р и довести температуру транзистора до 60°С. Выключить нагрев и, начиная с температуры 55°С, через каждые 5°С сни­мать текущие показания температуры транзистора и частоты генерации поочеред­но для обеих схем АГ. Одновременно можно регистрировать I_к0 и U_к в каждой из схем. Полученные данные занести в табл. 3.23 и 3.24.

Таблица 3.23

Зависимость частоты колебаний АГ по схеме 3 от температуры транзистора

t, ºC	55	50	45	40	35	30	25

Таблица 3.24

Зависимость частоты колебаний АГ по схеме 4 от температуры транзистора

t, ºC	55	50	45	40	35	30	25

По данным табл. 3.23 и 3.24 построить графики. Определить ТКЧ автогенераторов по схемам 3 и 4 в диапазоне температур 25…40⁰ С.