лаб3_Жежерин_2сем
.docxГУАП
КАФЕДРА № 23
ОТЧЕТ ЗАЩИЩЕН С ОЦЕНКОЙ
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
доцент |
|
|
|
О.Н. Балышева |
должность, уч. степень, звание |
|
подпись, дата |
|
инициалы, фамилия |
ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ |
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ ЧАСТОТЫ |
по курсу: РАДИОТЕХНИЧЕСКИЕ ЦЕПИ И СИГНАЛЫ |
|
РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ
СТУДЕНТ ГР. № |
2921 |
|
|
|
|
|
|
|
подпись, дата |
|
инициалы, фамилия |
Санкт-Петербург 2021
1 Цель работы
Исследование особенностей преобразования сигналов в радиотехнических цепях, содержащих нелинейные резисторы и линейные частотно-избирательные элементы,
Изучение принципа действия и особенностей работы преобразователей частоты радиосигналов, экспериментальные исследования их характеристик,
Овладение методами расчета нелинейных радиотехнических цепей.
2 Описание лабораторной установки
Преобразователь частоты собран на транзисторе КП303Г по схеме, представленной на рис.3.4. Динамическая характеристика транзистора iс(uз) приложена к лабораторной установке. В качестве источника сигналов для преобразователя частоты используется внешний генератор Г4-102 (Г4-106), а в качестве гетеродина – встроенный генератор. Гетеродин может подключаться к преобразователю частоты (или отключаться от него) переключателем В1.
Рисунок 1. Схема лабораторной установки
3 Ход работы
3.1 Измерение параметров контура в схеме преобразователя частоты
Установим , амплитуду входного напряжения
-
f, кГц
420
430
440
450
460
470
480
490
500
510
520
Uвых,В
0.12
0.15
0.20
0.32
0.64
0.9
0.44
0.26
0.2
0.15
0.12
По результатам измерений получаем резонансную частоту контура:
3.2 Измерение частоты гетеродина
Измеренная частота гетеродина:
3.3 Исследование основного и зеркального каналов ПЧ
Установим амплитуду входного сигнала , напряжение смещения , амплитуду напряжения гетеродина .
|
Зеркальный канал fвых=fг –fвх |
Основной канал fвых=fвх–fг |
|||||
|
fвх1, кГц |
fвых1, кГц |
Uвых1, мВ |
fвх2, кГц |
fвых2, кГц |
Uвых2, мВ |
|
Измерения |
1540 |
476 |
90 |
2470 |
476 |
90 |
|
Расчеты |
- |
460 |
239 |
- |
470 |
239 |
Частота выходного сигнала:
Зеркальный канал:
Основной канал:
3.4 Измерение передаточной характеристики преобразователя частоты
Установим , , .
-
Uвх,мВ
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Uвых,мВ
90
175
260
350
440
520
600
680
3.5 Измерение зависимости амплитуды выходного сигнала от напряжения смещения
Установим , .
-
-Есм,В
3.0
2.8
2.6
2.4
2.2
2.0
1.8
1.6
1.4
1.2
Uвых,В
20
28
101
125
101
80
65
55
50
48
По полученным данным построим график:
3.6 Расчетное задание
3.6.1 Аппроксимация рабочего участка ВАХ
ВАХ полевого транзистора типа КП-303
-
Uз, В
-2.5
-2.4
-2.3
-2.2
-2.1
-2
-1.8
-1.6
-1.4
-1.0
-0.5
0
Iс,мА
0
0.03
0.06
0.13
0.22
0.34
0.68
1.14
1.66
2.9
4.9
7
Аппроксимируем рабочий участок полиномом второй степени:
На графике точками обозначены границы рабочего участка:
Получен полином второй степени:
3.6.2 Вычисление амплитуд комбинационных гармоник
Напряжение на входе транзистора:
Комбинационные гармоники могут образоваться только в третьем слагаемом:
Комбинационные частоты образуются при умножении двух гармонических сигналов, поэтому рассмотрим только последнее слагаемое:
Амплитуда тока комбинационной гармоники:
Эквивалентное сопротивление контура:
Амплитуда напряжения комбинационной гармоники:
3.6.3 Расчет характеристики преобразователя частоты
Рассчитаем зависимость :
Результаты занесем в таблицу:
-
Uвх,мВ
0
50
100
150
200
250
300
350
400
Uвых,мВ
0
239
480
719
959
1199
1439
1678
1918
П о полученным данным построим графики:
4 Вывод
В ходе проделанной работы была изучена работа преобразователя частоты.
Из зависимости амплитуды выходного сигнала от напряжения смещения видно, что максимальные значения амплитуды выходного сигнала можно получить на нелинейном участке ВАХ транзистора (-2.4В).
Так же были изучены зеркальный и основной каналы, по полученным данным видно, что при смещении частоты вниз, гармоники зеркального канала могут пройти через фильтрующий элемент, и их будет невозможно отделить от гармоник основного канала, поэтому сигналы зеркального канала необходимо подавлять до ПЧ.
Была рассчитана амплитуда выходного напряжения, ее значение отличается от экспериментального, однако близко по порядку. Такая неточность может быть связанно с неточностью значения эквивалентного сопротивления контура на резонансной частоте.
Были построены экспериментальный и теоретический графики передаточных характеристик ПЧ. Их значения так же отличаются друг от друга, однако они совпадают по форме (оба линейны). Линейность передаточной характеристики говорит о малом искажении формы огибающей входного сигнала.