Определение зависимости частоты и амплитуды генерируемых колебаний от глубины обратной связи
Установив равным 15 В, максимальную величину нагрузки и максимальную глубину ОС, настраивают исследуемый генератор без КР на частоту, равную частоте генерируемых колебаний при включенном КР. Уменьшая глубину обратной связи, фиксируют частоту и амплитуду генерируемых колебаний при выключенном КР. Затем включают КР и повторяют опыт при изменении RОС.
По полученным данным строятся графики зависимостей (см. рис.7 и 8):
Таблица 3. Зависимость U и от R0
Глубина обратной связи |
Без КР |
С КР |
||
U, В |
|
|
f, Гц |
|
7 |
1,2 |
10,483 |
1,6 |
12,000 |
6 |
1,25 |
10,602 |
1,6 |
12,000 |
5 |
1,33 |
10,720 |
2,1 |
11,621 |
4 |
1,35 |
10,753 |
2 |
12,000 |
3 |
1,4 |
10,770 |
2 |
12,000 |
2 |
1,4 |
10,773 |
2 |
12,000 |
1 |
1,35 |
10,776 |
2 |
12,000 |
Рис.
7 – Зависимость
от
для генератора без КР и с КР
Рис. 8 – Зависимость от для генератора без КР и с КР
Вывод
В данной лабораторной работе было изучено влияние дестабилизирующих факторов на частоту и напряжение электрических колебаний задающих генераторов, а также изучены способы стабилизации частоты электрических колебаний задающих генераторов систем многоканальной связи.
По рис.3 зависимость относительной нестабильности от для генератора без кварцевой стабилизации значительно высока по сравнению с той же зависимостью для генератора с кварцевой стабилизацией частоты. Без КР наблюдается падение значения частоты генерации с ростом напряжения питания, это обусловлено тем, что вызывает изменение динамических параметров транзисторов, а значит и потерь, вносимых в колебательный контур. Условно процессы, происходящие при увеличении напряжения питания можно записать: Un↑, iк↑, θ↑, Zэкв↓, Zn↑, Тк↑, fк↓. Для стабилизации частоты генератора подключается кварцевый резонатор, поэтому график зависимости относительной нестабильности от с КР показывает практически полную независимость относительной нестабильности от напряжения питания, что свидетельствует о том, что КР обладает свойством стабилизировать генерируемую частоту, не позволяя изменению напряжения питания оказывать влияние на ее значение.
В рис.4. выходное напряжение в обоих случаях возрастает с ростом напряжения питания, но можно наблюдать, что при включенном кварцевом резонаторе значение в среднем меньше на 0,5 В. Это может быть вызвано тем, что при включении кварцевого резонатора в цепь ПОС (положительной обратной связи) при помощи ключа Кл.1 (см.рис.2) часть тока протекает к этой части цепи.
По рис.5. зависимость относительной нестабильности от для генератора без КС имеет экспоненциально возрастающий характер, в то время как значение для генератора с КР изменяется произвольно примерно в тех же пределах. Размах изменения частоты без КР составил 12,1737 – 12,1497 = 0,024 Гц, а для генератора с КР составил 12,1681 – 12,1442 = 0,0239 ≈ 0,024 Гц, то есть колебания частоты с КР и без него в зависимости от величины сопротивления нагрузки одинаковы.
На рис.6. при включенном КР напряжение на выходе достигает большего значения с увеличением до 1 Ом, чем при выключенном КР. Это можно объяснить тем, что в результате включения КР при помощи ключа Кл.1 (см. рис.2) происходит отключение активного сопротивления R0 в точке резонанса, на котором происходило падение напряжения.
Таким образом, в ходе выполнения работы было опытным путём проверено стабилизирующее действие кварцевого резонатора при его включении в схему генератора электрических колебаний, в силу которого становится возможным получить компактное, относительно недорогое и высокостабильное генераторное оборудование для систем передачи.