Раздел 2 Аппаратура передачи и приема сигналов

Методические указания по выполнению комплекса лабораторных работ

Лабораторная работа № 1 Исследование различных режимов работы генератора с внешним возбуждением

Цель работы: Исследовать работу активного элемента генератора с внешним возбуждением по напряженности и углу отсечки в режиме работы колебаниями II рода. Изучить принципы осуществления оптимального режима работы активного элемента по напряженности и углу отсечки. Получить практические навыки экспериментального исследования схемы ГВВ и работы с измерительными приборами.

1 Оборудование и приборы:

1. Лабораторный стенд «СУПЕР-72».

2. Осциллограф С1-65А.

3. Вольтметр B3-38A.

Рисунок 1- Схема подключения измерительных приборов

Рисунок 2 -Упрощенная схема исследования генератора с внешним возбуждением.

2 Краткие теоретические сведения:

Классификация режима работы активного элемента по напряженности и углу отсечки в режиме работы колебаниями 2 рода .

Достоинства режима работы колебаниями II рода генератора с внешним возбуждением (ГВВ): хорошее использование активного элемента (АЭ) и высокий КПД. Недостатки: обилие гармоник и искажения при усилении слабых сигналов.

На рисунке 3, на примере идеализированной статической характеристики АЭ, показаны основные режимы работы АЭ по напряженности и углу отсечки. Существуют следующие режимы работы ГВВ по напряженности:

• недонапряженный режим (HP) - остроконечные косинусоидальные импульсы малой амплитуды, коэффициент использования анодного (коллекторного) напряжения ξ(кси)< 0,8 ;

• критический режим (КР) - уплощенные косинусоидальные импульсы большой амплитуды, коэффициент использования анодного (коллекторного) напряжения ξ(кси) = 0.8...0 9

­- перенапряженный режим (ПР) - импульсы имеющие провал в верхней части большой амплитуды, коэффициент использования анодного (коллекторного) напряжения ξ(кси) > 0,9.

Напряженность режима работы АЭ будет меняться при изменении уровня сигнала возбуждения на входе каскада ГВВ.

Основными режимами работы АЭ по напряженности в РПДУ являются критический или слегка перенапряженный, поскольку в этих режимах достигаются высокие значения выходной мощности (Р₁) и КПД (η).

В зависимости от угла отсечки ϴ анодного (коллекторного) тока, в режиме работы колебаниями II рода (режим работы с отсечкой тока АЭ, в режиме работа класса А отсечки тока не возникает), различают режимы классов АВ, В, С.

АВ - 90 < ϴ < 180

В- ϴ =90°;

С- ϴ <9О°.

Оптимальным углом отсечки, с точки зрения высоких Р₁ и η считаются углы ϴ близкие к 90 градусам.

При изменении начального напряжения смещения АЭ (Еб) мы можем получить различные значения угла отсечки тока АЭ, но в режиме работы колебаниями II рода это значение всегда будет меньше 180°.

Рисунок 3 - Классификация режима работы АЭ по напряженности и углу отсечки

Еб - начальное напряжение смещения (ϴ < 90 °)

1. - HP- недонапряженный режим;

2. - КР- критический режим;

3 - ПР- перенапряженный режим.

3 Порядок выполнения работы:

1. Подключить к выходу блока Б2 лабораторного стенда «СУПЕР-72» осциллограф, и милливольтметр согласно схемы подключения (рис.1).

2. Поставить переключатель S1(B2) в положение «УМ», переключатель S3(B2) в положение «10», переключатель S4(B2) в положение «16», переключатель S5(B2) в положение «5» переключатель S6(B2) в положение «УСИЛ.», переключатель S5(B3) в положение «-13В» S3(B6) - «+300В», переключатель S2(B6) в положение «~6,ЗВ», S4(B6) - «+150В». Переключатель контура в положение «УДВ».Включить стенд с помощью тумблера S1(B6).

3. Вращая ручку стенда «per.U-» блока Б7 наблюдать наличие и форму колебаний по осциллографу. Определить, какой форме колебаний соответствует недонапряженный критический и перенапряженный режимы работы ГВВ. Зарисовать эти три режима работы ГВВ в отчете. Заполнить таблицу 1, измеряя ток анода (I_А0) по прибору «ТОК АНОДА» (блок БЗ, значение шкалы 100 mА), ток первой гармоники в контуре (I_А1) по прибору «ТОК КОНТУРА» (блок БЗ, значение шкалы 250 mА при не нажатой кнопке и 50 mА при нажатой кнопке), напряжение питания анода радиолампы (Е_А) определить по положению переключателяS3(Б6), напряжение в контуре (U_MA) определить по показаниям милливольтметра B3-38A.

Таблица 1

Тип режима	ЕА	IAо	Uma	IA1	КПД(%)
недонапряженный
критический
перенапряженный

4. Вычислить КПД ГВВ по формуле и записать результаты вычислений в таблицу.

5. Поставить ручку стенда «per.U-» блока Б7 в положение, соответствующее критическому режиму работы ГВВ, переключатель S5(B3) в положение «-13В».

6. Изменяя положение переключателя S5(B3) и измеряя с помощью осциллографа период сигнала (Т_и) и длительность импульса (t_H), заполнить таблицу 2 при трех значениях напряжения смещения: -13В, -26В, -39В.

Таблица 2

Смещение	Т	tи	Θ	Класс (А;АВ;В;С)	Ri (Ом)	α(Θ)	Roe опт
-13					23000
-26					23000
-39					23000

7. Вычислить угол отсечки тока АЭ ГВВ по формуле Θ° = (t_и/Т) х180 и записать результаты вычислений в таблицу 2.

8. Определить по углу отсечки АЭ (9) режим работы (класс) ГВВ и записать в таблицу 2

9. Вычислить и записать в таблицу 2 оптимальное сопротивление нагрузки (Roe опт) по формуле R_{oe опт}= ,

где R_i - внутреннее сопротивление АЭ (радиолампы), - коэффициент Берга, определяется согласно графика (рис.4).

Рисунок 4 - Графики коэффициентов Берга α(Θ)

4 Содержание отчета:

1. Тема лабораторной работы.

2. Цель работы.

3. Оборудование и приборы.

4. Схема включения.

5. Расчеты, сведенные в таблицы. Рисунки, поясняющие процессы, происходящие в ГВВ.Выводы.

5 Контрольные вопросы:

1. Поясните принцип работы генератора с внешним возбуждением (ГВВ).

2. Как обеспечивается условие критического режима работы ГВВ?

3. Как обеспечивается условие оптимального сопротивления нагрузки ГВВ?

4. Почему при изменении напряжения смещения изменяется угол отсечки тока активного элемента (АЭ)?

5. Почему при изменении напряжения возбуждения на сетке радиолампы изменяется КПД генератора с внешним возбуждением?

6. Объясните, какие режимы работы ГВВ необходимо создать, чтобы получить максимальный КПД каскада ГВВ.