Оглавление
1. Цель работы 2
2. Описание лабораторной установки 2
3. Домашнее задание 5
4. Порядок выполнения лабораторной работы 6
5. Содержание отчета 12
6. Контрольные вопросы 12
7. Экспериментально полученные результаты 14
7.1 Исследование трехточечного автогенератора. 17
7.2 Исследование влияния питающих напряжений на частоту автоколебаний. 18
7.3. Исследование влияния коэффициента обратной связи на режим работы автогенератора. 20
7.4. Исследование автогенератора с кварцевой стабилизацией 21
8. Заключение 24
Список литературы 25
Тема: Исследование транзисторных автогенераторов
1. Цель работы
Ознакомиться с различными схемами транзисторных автогенераторов, теорией и методами расчёта. Экспериментально исследовать транзисторный автогенератор, изучить влияние на режим работы и частоту колебаний питающих напряжений, нагрузки.
2. Описание лабораторной установки
Работа выполняется в программном комплексе NI Multisim 12.
Исследуемый автогенератор на емкостной трехточке собирается из стандартных блоков NI Multisim согласно схеме (рис. 1).
Значения параметров элементов следует выбирать как на схеме (V1 = 17.7 В, V2 = 9 В, L1 = 14.8 мГн, C1 = 120 мкФ, R1 = 900 Ом, C2 = 500 пФ, C3 = 10 мкФ, R2 = 5 кОм, R3 = 500 Ом, C4 = 10 мкФ, L2 = 20 мГн, C5 = 1200 пФ, С6 = 150 пФ, R4 = 5 кОм, Q1 = 2N2218A).
Рис. 1 Схема исследуемого автогенератора
Автогенератор выполнен на транзисторе 2N2218A по схеме емкостной трехточки. Колебательный контур, задающий частоту автогенератора состоит из элементов С5, С6, L2. Питание схемы осуществляется от источников постоянного напряженияV1 и V2 . Коллекторные цепи транзисторов питаются от регулируемого источника напряжения V1. Смещение на базу Ec транзистора подается от источника постоянного напряжения V2 через делитель R2R3. На коллектор же подается напряжение через блокирующую индуктивность L1, препятствует попаданию высокочастотного напряжения попадать в источник питания. Конденсаторы С1 и С3 являются разделительными. Изменение коэффициента обратной связи осуществляется с помощью конденсатора С4, образующего с входной проводимостью транзистора делитель напряжения.
Нагрузкой автогенератора служат: резистор R4.
В данной работе так же исследуется генератор с кварцевым резонатором.
Моделирование кварцевых генераторов с использованием моделей кварцевых резонаторов из библиотеки NI Multisim связано с определенными трудностями. Как сказано в [1] наиболее стабильную работу и возбуждение кварцевых генераторов обеспечивают схемы емкостной трехточки. Поэтому в данной работе используем генератор по схеме емкостной трехточки с возбуждением на основной гармонике кварца. В связи с особенностями функционирования программы Multisim, работа схемы с кварцевой стабилизацией возможна при использовании неклассической схемы трехточки (кварцевый резонатор расположен между базой и эмиттером).
В схему добавлена цепь принудительного запуска генератора, выполненная на транзисторе Q1. Учитывая то, что амплитуда сигнала на выходе автогенератора достаточно мала (~ 7 мкА), в схеме используется резонансный усилитель, собранный на транзисторе Q3 и эмиттерный повторитель на транзисторе Q4 (Рис. 2).
Для корректной работы модели необходимо в меню «Моделирование/Установки смешанного моделирования (Simulate / Digital Simulation Settings)» задать параметр «Реальное (Real)», а в пункте «Моделирование / Настройки интерактивного моделирования (Simulate / Interactive Simulation Settings) параметры «Длительность шага (Maximum Time Step)» и «Начальный временной шаг (Initial Time Step)» установить равными 1е-009.
Значения параметров элементов кварцевого автогенератора следует выбирать как на схеме Рис 2. (V1 = 10 В, L1 = 21.16 мГн, C1 = 1 нФ, R1 = 3 кОм, C2 = 80 пФ, C3 = 200 пФ, R2 = 82 кОм, R3 = 12 кОм, C4 = 100 нФ, C5 = 30 пФ, С6 = 47 пФ, R4 = 10 кОм, , R5 = 1.1 кОм, R6 = 10 кОм, R7 = 470 Ом, R8 = 1.1 кОм, R9 = 1.5 кОм, Q1 = 2N2222A, Q2 = 2N3019, Q3 и Q4 = 2N2369, Х1 = HC-49/U_3MHz).
Рис. 2 Схема автогенератора с кварцевым резонатором и резонансным усилителем.