9.6 Завдання для самоконтролю

9.6.1 Завдання для моделювання та дослідження схем в ms

1. Дослідити LC-генератор:

• Сформувати модель LC-генератора на базі польового транзистора з керувальним р-п переходом (рис.9.15).

• Д ослідити вибірний резонансний підсилювач. За допомогою перемикача S1 до затвора транзистора підключити функціональний генератор та зафіксувати на екрані Bode-Plotter АЧХ підсилювача з резонансним контуром в колі стоку. При дослідженні АЧХ функціональний генератор працює в режимі автоматичного формування гармонічного сигналу в широкому діапазоні частот та не вимагає установки параметрів, але його необхідно підключити до входу підсилювача.

Визначити резонансну частоту контура f₀, виставити у віконцях діапазон частот I ≈ f₀ – 50 кГц; F ≈ f₀ + 50 кГц зафіксувати смугу частот на рівнях спаду коефіцієнта передачі на -3 дБл. Визначити добротність контура Q =f₀ /∆f.

• За допомогою перемикача S1 відключити від входу підсилювача функціональний генератор та підключити вторинну обмотку трансформатора, тобто побудувати модель LC- автогенератора.

• Відкрити панель осцилографа, зафіксувати наявність коливань. Проаналізувати осцилограми, що формуються на затворі та стоці. Пояснити умови самозбудження.

• Для виміру частоти коливань доцільно скористатись частотоміром XFC1.

• Визначити індуктивність, за якої встановлюється одержане значення f₀.

• Розрахувати та експериментально дослідити шляхом моделювання величину ємності конденса- тора C2, за якої на виході сформуються несгасаючі гармонічні коливання частотою 300 кГц.

2. Дослідити R-панель:

• С формувати модель триланкової фазообертальної схеми (рис.9.16). Ємності конденсаторів та опори резисторів визначаються за формулою f₀ =1/2π RC =0.065/RC, враховуючи задану квазірезонансну частоту. Наприклад, для забезпечення f₀ в межах 5…10 Гц можна використати С₁= С₂ = С₃ = 10 мкФ; R₁ =R₂ =R₃= 1 кОм.

• Для вказаних величин ємностей конденсаторів та опорів резисторів одержуєм f₀ = 65 Гц. Вибором відповідних значень компонентів забезпечується задана квазірезонансна частота.

• Відкрити панель Bode Plotter виставити режим формування лагорифмічної фазочастотної характеристики. Для попереднього визначення f₀ межі зміни частоти фіксуються на рівнях F=f₀ + 50 Гц; I = 1 Гц. Зміна фази від -220⁰ до +220⁰. Для більш точного визначення f₀ частотний діапазон звужується (рис.9.17,а).

На виході функціонального генератора сформувати синусоїдальний сигнал амплітудою 10 В та частотою квазірезонанса. Спостерігати осцилограми вхідного та вихідного сигналів на вході та виході. За допомогою візірної лінії зафіксувати амплітуди вхідного та вихідного сигналів і зсув їх за фазою. Визначити коефіцієнт послаблення трифазної фазообертальної панелі. Для цього слід скористатись показниками на екрані оцилографа (рис.9.17,б).

• Повторити експерименти за частоти f₀ + 4 Гц та f₀ – 2 Гц. Визначити та проаналізувати зміни коефіцієнтів передачі та зсуви вхідного та вихідного сигналів за фазою.

3 . Дослідити RC-генератор з трьохелементною фазообертальною ланкою та узгоджувальним каскадом (емітерним повторювачем).

• П обудувати модель генератора(рис.9.18). Включити моделювання та дослідити на екрані осцилографа незатухаючі електричні коливання. Визначити їх частоту. Для цього доцільно скористатись вимірювачем частоти XFC1.

• Розрахувати значення ємностей конденсаторів та опорів резисторів для одержання необхідної квазірезонансної частоти (наприклад, 15 Гц).

• Дослідити та пояснити вплив на умови збудження і форму вихідних сигналів положення повзунка потенціометра R6. Зафіксувати умови формування незатухаючих гармонічних коливань з мінімальними нелінійними спотвореннями. Для цього доцільно скористатись вимірювачем нелінійних спотворень XDA1.

4. Дослідити низькочастотний RC - генератор гармонічних коливань на базі нульового фазообертача та операційного підсилювача.

• Сформувати модель RC - генератора (рис.9.19).

• Р озрахувати значення ємностей конденсаторів та опорів резисторів для одержані необхідної квазірезонансної частоти. Для визначення частоти коливань доцільно скористатись вимірювачем частоти XFC1 (наприклад, 15 Гц).

• Дослідити вплив на частоту коливань компонентів С1, С2 та R1, R2.

• Дослідити та пояснити вплив глибини негативного зворотного зв`язку (положення движка потенціометра R3) на умови збудження коливань та форму вихідного сигналу. Досягти формування вихідного сигналу з мінімальними нелінійними спотвореннями.

5. Дослідити несиметричний автоколивальний мультивібратор на базі операційного підсилювача.

• Сформувати модель несиметричного мультивібратора (рис.9.20).

• Користуючись формулами, наведеними в розділі 9.3, розрахувати частоту та тривалість імпульсів за різних положень перемикачів J1 та J2. Експериментально дослідити ці параметри в процесі моделювання.

• Повторити дослідження після обопільної зміни опорів резисторів R5 та R6.

• Зафіксувати та пояснити осцилограми сигналів на інвертувальному, неінвертуальному входах та на виході генератора.

6 . Дослідити загальмований мультивібратор.

• Сформувати модель формувача імпульсів на базі загальмованого мультивібратора (рис. 9.21).

• К ористуючись формулами, наведеними в розділі 9.3, розрахувати тривалість імпульсів на виході за різних положень перемикача J1. Експериментально дослідити ці параметри в процесі моделювання. Для цього перевести функціональний генератор XFG1 в режим формування прямокутних імпульсів частотою 1 кГц, амплітудою 2…3 В, за їх тривалості 5…10 % від періоду імпульсів синхронізації.

• Зафіксувати та пояснити осцилограми сигналів на вході, інвертувальному, неінвертувальному входах операційного підсилювача та на виході формувача (рис. 9.22).

7 . Дослідити формувач пилкоподібної напруги.

• Сформувати модель формувача напруги, яка лінійно наростає (рис.9.23).

• В такому присторї тривалість вхідних сигналів співпадає з тривалістю прямого ходу. На виході функціонального генератора необхідно сформувати прямокутні імпульси амплітудою 2…4 В, часто-тою 4…6 кГц, тривалістю 95…98% від тривалості періода.

• Ш ляхом моделювання одержати та проаналізувати осцилограми імпульсів на вході та виході.

• Дослідити зміни форми вихідних імпульсів при зменшені та збільшені частоти вхідних сигналів за межі окресленого вище частотного діапазону.

• 9.23.Формувач пилкоподібної напруги, що лінійно зростає

  Експериментально дослідити вплив на форму вихідних сигналів опору резистора R3 (500 Ом…3 кОм) та ємності конденсатора С1 (5…22 нФ). Зафіксувати осцилограму за умов: f=12 кГц, R₃=3кОм, С₁=10 нФ, t_I=96. Пояснити одержані результати.