2. Влияние дестабилизирующих факторов на частоту и амплитуду электрических колебаний задающего генератора

В современных многоканальных системах токи несущих и контрольных частот получаются умножением, делением или преобразованием частоты электрических колебаний ЗГ. Под действием дестабилизирующих факторов частота и фаза колебаний ЗГ незначительно флуктуируют около средних значений. При умножении значения этих флуктуаций увеличиваются, а при делении – уменьшаются пропорционально соответственно коэффициенту умножения или деления. Поэтому к стабильности частоты колебаний ЗГ предъявляются высокие требования.

1) Изменение напряжения источника питания, вызывающее изменение динамических параметров транзисторов, а значит и потерь, вносимых в колебательный контур. Так, например, увеличение напряжения питания приводит к увеличению амплитуды импульсов коллекторного тока и увеличению угла отсечки. Таким образом, транзистор будет открыт бо́льшую часть периода, чем при малом значении, т.е. эквивалентное за период сопротивление транзистора уменьшится. Так как транзистор подключен параллельно колебательному контуру, то его шунтирующее действие увеличится. Это эквивалентно увеличению сопротивления потерь, вносимых в контур. При этом период электрических колебаний в контуре увеличится, а частота уменьшится. Условно процессы, происходящие при увеличении напряжения питания можно записать: U_n↑, i_к↑, θ↑, Z_экв↓, Z_n↑, Т_к↑, f_к↓.

2) Изменение величины нагрузки, приводящее к изменению потерь, вносимых в колебательный контур.

3) Старение элементов схемы и смена транзисторов, влияющих на режим работы генератора.

4) Изменение температуры, влажности и давления окружающей среды, вызывающее изменение параметров колебательного контура.

5) Механические вибрации и деформации деталей, ведущие к изменению параметров колебательного контура.

6) Влияние внешних электромагнитных и электростатических полей, изменяющих параметры колебательного контура.

3. Протокол измерений и графики полученных зависимостей

Исследуемый транзисторный генератор представляет собой двухкаскадный усилитель с положительной обратной связью (см. рис.2). Оба каскада выполнены по схеме с общим эмиттером. Колебательный контур второго каскада, состоящий из конденсатора С₄ и L₁ настроен на частоту генерируемых колебаний, равную 12 кГц. Обмотка L₂ является обмоткой положительной обратной связи (ПОС).

Рис. 2 – Схема транзисторного генератора (двухкаскадного усилителя с ПОС)

С помощью ключа Кл.1 можно включать в цепь ПОС кварцевый резонатор (КР) и исследовать влияние дестабилизирующих факторов на частоту генерируемых колебаний генератора с кварцевой стабилизацией и без нее.

Конденсатор С₀, подключаемый последовательно с КР ключом Кл.2, служит для точной подстройки частоты и для коррекции отклонения частоты, обусловленного старением резонатора. Конденсатором С₃ осуществляется подстройка колебательного контура на частоту генерируемых колебаний 12 кГц.

Эффективность параметрической эмиттерной стабилизации рабочей точки при изменении температурного режима работы транзистора исследуется при следующих значениях сопротивления R₇ в цепи отрицательной обратной связи: 680 Ом, 910 Ом, 1200 Ом.

Резисторы R₅ и R₆ подобраны таким образом, что режим работы транзистора не изменяется с изменением R₇.

С выходной обмотки L₃ напряжение генерируемых колебаний поступает на эмиттерный повторитель, служащий для исключения влияния входного сопротивления измерительных приборов на величину нагрузки R_н генератора.

В лабораторной работе изучается влияние на частоту, амплитуду и коэффициент нелинейных искажений электрических колебаний, вырабатываемых генератором:

1) напряжения питания;

2) величины нагрузки;

3) глубины обратной связи;

4) температуры окружающей среды.