МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Санкт-Петербургский государственный

электротехнический университет

«ЛЭТИ» им. В.И. Ульянова (Ленина)

Кафедра РЭС

отчет

по лабораторной работе №3, часть №1

по дисциплине «Устройства генерирования колебаний и формирования сигналов телекоммуникационных систем»

Тема: ИССЛЕДОВАНИЕ ОДНОКОНТУРНОЙ СХЕМЫ АГ

Студенты гр. 0182		Матросов Р.М. Корнилов А.М. Бронников Д.Д.
Преподаватель		Гуреев А.Е.

Санкт-Петербург

2023

Цель работы

1. Исследование диаграмм срыва при «мягком» и «жестком» самовозбуждении в АГ.

2. Изучение влияния режима работы АГ на его характеристики.

3. Исследование влияния фазового сдвига в цепи обратной связи на основные характеристики АГ.

4. Исследование явления прерывистой генерации.

Описание лабораторного стенда

Лабораторный стенд предназначен для изучения основных характеристик АГ, выполненного по емкостной трехточечной схеме, и кварцевых АГ с КвР между базой и коллектором транзистора, между базой и эмиттером и с КвР в цепи обратной связи. Возможности стенда позволяют также провести сравнительный анализ нестабильности частоты каждого из автогенераторов и исследовать прямой метод формирования сигнала с частотной модуляцией.

Лабораторный стенд помимо исследуемого устройства включает в себя регулируемый по амплитуде генератор модулирующего сигнала и мульти-метр, позволяющий измерять токи, напряжения и частоту в контрольных точках исследуемого генератора и значение девиации частоты выходного сигнала.

Обработка результатов эксперимента

1. Исследование диаграмм срыва АГ

Рис. 1. Ёмкостная трехточечная схема АГ при включении транзистора по схеме с «заземленным эмиттером»

1. Режим жесткого самовозбуждения

Для жесткого самовозбуждения эквивалентное сопротивление контура должно быть максимальным (кнопки Rн1, Rн2 и ключи S7, S8 разомкнуты).

Рис. 2. Графики напряжения и постоянной составляющей Ik транзистора на контуре, полученные сначала при увеличении, затем при уменьшении Есм

2. Режим мягкого самовозбуждения

Для мягкого самовозбуждения эквивалентное сопротивление должно быть минимальным (кнопки Rн1, Rн2 и ключи S7, S8 замкнуты).

Рис. 3. Графики напряжения и постоянной составляющей Ik транзистора на контуре, полученные сначала при увеличении, затем при уменьшении Есм

2. Исследование режима прерывистой генерации

   1. Изменение Rэ при постоянной Cэ

Табл. 1. Изменение сопротивления при постоянной ёмкости 0,15 мкФ

Ключ S14 (Rэ1)	Ключ S15 (Rэ2)	Сопротивление в цепи автосмещения Rэ, кОм	Длительность радиоимпульса τ, мкс	Период радиоимпульса Т, мкс
Выкл	Выкл	1,0	20	350
Вкл	Выкл	0,7	30	230
Выкл	Вкл	0,5	30	180
Вкл	Вкл	0,4	30	140

Рис. 4. Осциллограммы напряжений на выходе АГ и на эмиттере транзистора S14 Выкл, S15 Выкл; S14 Вкл, S15 Выкл

Рис. 5. Осциллограммы напряжений на выходе АГ и на эмиттере транзистора S14 Выкл, S15 Вкл; S14 Вкл, S15 Вкл

2. Изменение Cэ при постоянном Rэ

Табл. 2. Изменение ёмкости при постоянном сопротивлении 1 кОм

Ключ S12 (Cэ1)	Ключ S13 (Cэ2)	Ёмкость в цепи автосмещения Cэ, мкФ	Длительность радиоимпульса τ, мкс	Период радиоимпульса Т, мкс
Выкл	Выкл	0	-	-
Вкл	Выкл	0,05	10	60
Выкл	Вкл	0,1	12	110
Вкл	Вкл	0,15	15	175

Рис. 6. Осциллограммы напряжений на выходе АГ и на эмиттере транзистора S12 Выкл, S13 Выкл; S12 Вкл, S13 Выкл

Рис. 7. Осциллограммы напряжений на выходе АГ и на эмиттере транзистора S12 Выкл, S13 Выкл; S12 Вкл, S13 Выкл

3. Снятие настроечной характеристики АГ

Для этого необходимо собрать емкостную трехточечную схему АГ при включении транзистора по схеме с «заземленной базой»:

Рис. 8. Емкостная трехточечная схема АГ при включении транзистора по схеме с “заземленной базой”

Рис. 9. Зависимости напряжения на контуре и постоянной составляющей коллекторного тока транзистора от значения управляющего напряжения, подаваемого на варикап

Рис. 10. Зависимость частоты генерации коллекторного тока от значения управляющего напряжения, подаваемого на варикап

4. Исследование влияния U_п транзистора АГ на f_г и режим работы транзистора

Рис. 11. Зависимости напряжения на контуре и постоянной составляющей коллекторного тока транзистора от значения напряжения источника коллекторного питания транзистора

Рис. 12. Зависимость частоты генерации коллекторного тока от значения напряжения источника коллекторного питания транзистора

5. Исследование влияния R_н коллектора на f_г и режим работы транзистора

Табл. 3. Соответствие ключей и сопротивления Rн

Ключ S7 (Rн1)	Ключ S8 (Rн2)	Сопротивление нагрузки, Rн кОм
Выкл	Выкл	1,2
Вкл	Выкл	1,0
Выкл	Вкл	0,9
Вкл	Вкл	0,8

Рис. 13. Зависимости напряжения на контуре и постоянной составляющей коллекторного тока транзистора от значения коллекторной нагрузки

Рис. 14. Зависимость частоты генерации коллекторного тока от значения коллекторной нагрузки

6. Исследование влияние фазового сдвига в цепи обратной связи на основные характеристики АГ

Рис. 15. Зависимости напряжения на контуре и постоянной составляющей коллекторного тока транзистора от значения фазового сдвига в цепи обратной связи

Рис. 16. Зависимость частоты генерации коллекторного тока от значения фазового сдвига в цепи обратной связи

Вывод

В результате выполнения данной лабораторной работы были изучены мягкий и жёсткий режимы самовозбуждения АГ. При жёстком режиме самовозбуждения заметно, что при уменьшении Есм, можно добиться работы АГ вплоть до Есм = 0.

Был исследован режим прерывистой генерации. Замечено, что с ростом сопротивления длительность импульсов не изменилось, однако значительно увеличился период следования импульсов; с падением ёмкости заметно уменьшился.

Исследование влияния напряжения источника коллекторного питания транзистора АГ показало, что, начиная примерно с напряжения 4 В и выше напряжение на контуре, постоянная составляющая коллекторного тока и частота генерируемых колебаний не изменяются.

Исследование влияние фазового сдвига в цепи обратной связи на основные характеристики АГ показало, что напряжение на контуре, постоянная составляющая тока коллектора и частота генерируемых колебаний падают с ростом длины линии задержки.