Министерство цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Факультет
«Радио и телевидение»
Кафедра
«Радиооборудования и схемотехники»
Лабораторная работа №10 по дисциплине «Основы построения радиопередающих устройств для телерадиовещания»
«Исследование резонансного усилителя мощности (ГВВ) на биполярном транзисторе»
Выполнили |
|
|
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Велит А.И. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Мусаев Д.Ш. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Зейналов Р.А. |
Студент группы БРВ2201 |
_________________________ |
Деветьяров И.Е. |
Проверил |
|
|
Старший преподаватель |
_________________________ |
Бузуева Н.М. |
Москва 2025
1. ЦЕЛЬ РАБОТЫ
Целями выполняемой лабораторной работы являются: изучение принципиальной схемы функционирования резонансного усилителя мощности на биполярном транзисторе; изучение режимов работы резонансного усилителя мощности на биполярном транзисторе; экспериментальное исследование его динамических, нагрузочных и амплитудных характеристик.
2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1.Схема исследуемой установки
Рисунок 2.1.1 – Схема установки, ниче не знаю
2.2. Исследование зависимости величины угла отсечки коллекторного тока от напряжений смещения и возбуждения
Рисунок 2.2.1 – Осциллограмма эталонного импульса тока
Наблюдаемая впадина в вершине импульса коллекторного тока стала симметричной при следующем значении частоты генератора НЧ:
f 92.4 kHz – резонанс
Рисунок 2.2.2 – Осциллограмма после изменения напряжения смещения
После уменьшения величины напряжения смещения значение угла отсечки стало следующим:
2.4 360 deg
θ 22.4+2.6 =86.4 deg
Из полученных данных можно сказать, что при уменьшении напряжения смещения угол отсечки становится меньше.
Рисунок 2.2.3 – Осциллограмма после изменения напряжения возбуждения
После уменьшения величины напряжения возбуждения значение угла отсечки стало следующим:
1.6 360 deg
θ 21.6+3.8 =53.333 deg
Из полученных данных можно сказать, что при уменьшении напряжения возбуждения угол отсечки становится меньше.
2.3. Наблюдение осциллограмм коллекторного тока, соответствующих различной напряжённости
Для проведения наблюдения различных напряженностей режима работы ГВВ все значения напряженностей возвращаются к значениям, когда угол отсечки равен 90 градусов.
На рисунке 2.3.1 (А) отображена осциллограмма после регулировки напряжения возбуждения так, чтобы на вершине импульса тока была небольшая впадина. Такой режим работы ГВВ называется слабоперенапряженным.
Изменив величину напряжения возбуждения так, чтобы впадина на вершине пропала была получена картина осциллограммы как на рисунке 2.3.1 (Б). Такой режим работы называется недонапряженным.
Слегка увеличив значение напряжения возбуждения до такой степени, чтобы на вершине импульса тока было "уплотнение" получится осциллограмма как на рисунке 2.3.1 (В). Такой режим называется граничным.
Увеличивая величину возбуждения, можно добиться глубокого провала в наблюдаемых импульсах тока, так, чтобы глубина провала достигала основания импульса, подобное можно увидеть на рисунке 2.3.1 (Г). Еще
Рисунок 2.3.1 – Осциллограммы разных напряженностей режима работы ГВВ
более увеличивая напряжение возбуждения провал в импульсах тока стал немного глубже их основания, это заметно на рисунке 2.3.1 (Д). Такой режим работы усилителя мощности ГВВ называется сильноперенапряженным.
Восстановив значения напряжений так, чтобы угол отсечки был 90 градусов, а на вершине импульсов тока была впадина, необходимо изменять частоту напряжения возбуждения так, чтоб в наблюдаемых осциллограммах импульсов коллекторного тока наблюдался перекос впадины (провала), относительно вершины импульса.
Рисунок 2.3.2 – Осциллограммы при изменении частоты напряжения возбуждения
Уменьшив частоту напряжения возбуждения, относительно резонансной,
наблюдается спад как на рисунке 2.3.2 (А), такой вид спада соответствует работе при расстроенном «вверх» колебательном контуре.
Увеличив частоту напряжения возбуждения, относительно резонансной, наблюдается спад в другую сторону (Рисунок 2.3.2 (Б)), такой вид спада соответствует работе при расстроенном «вниз» колебательном контуре.
2.4. Исследование зависимости степени напряжённости режима ГВВ от изменения различных напряжений и сопротивления нагрузки
Перед началом исследования влияния различных напряжений и сопротивления нагрузки на режим работы ГВВ, необходимо установить такие значения напряжений и частоты, чтобы угол отсечки был 90 градусов и глубина впадины достигала половины высоты импульса тока, такая осциллограмма будет считаться эталонной для данного исследования и представлена на рисунке 2.4.1.
Рисунок 2.4.1 – Осциллограмма при глубине впадины в половину высоты импульса тока.
Изменяя величину напряжения возбуждения вверх и вниз пронаблюдаем изменение глубины впадины.
Рисунок 2.4.2 – Осциллограммы при изменении напряжения возбуждения
Рисунок 2.4.2 (А) является эталонным, т.е. впадина до изменений.
Рисунок 2.4.2 (Б) отображает изменения глубины впадины после уменьшения величины напряжения возбуждения. Как можно заметить, глубина впадины стала меньше.
Рисунок 2.4.2 (В) отображает изменения глубины впадины после увеличения величины напряжения возбуждения. Как можно заметить, глубина впадины стала больше.
Данные наблюдения позволяют сделать вывод о том, что значение напряжения возбуждения имеет прямую зависимость с напряженностью режима работы усилителя мощности ГВВ.
Далее проводится такой же эксперимент с изменением напряжения смещения.
Рисунок 2.4.3 – Осциллограммы при изменении напряжения смещения
Рисунок 2.4.3 (А) является эталонным.
Рисунок 2.4.3 (Б) отображает изменения глубины впадины после уменьшения величины напряжения смещения. Как можно заметить, глубина впадины стала меньше.
Рисунок 2.4.3 (В) отображает изменения глубины впадины после увеличения величины напряжения смещения. Как можно заметить, глубина впадины стала больше.
Данные наблюдения позволяют сделать вывод о том, что значение напряжения смещения имеет прямую зависимость с напряженностью режима работы усилителя мощности ГВВ.
Далее проводится такой же эксперимент с изменением напряжения питания коллекторной цепи, поочередно устанавливая значения 5 В, 7.5 В (исходное значение) и 10 В.
На рисунке 2.4.4 от (А) до (В) принимаются значения от 5В до 10В соответственно. Рисунок 2.4.4 (Б) является эталонным.
На рисунке 2.4.4 (А) напряжения питания коллекторной цепи было уменьшено до 5В, что привело к увеличению глубины впадины.
Рисунок 2.4.4 (В) отображает изменения после увеличения напряжения питания коллекторной цепи до 10 В, что привело к уменьшению глубины впадины.
Рисунок 2.4.4 – Осциллограммы при изменении напряжения питания коллекторной цепи
Данные наблюдения позволяют сделать вывод о том, что влияние напряжения питания коллекторной цепи имеет обратную зависимость с напряженностью режима работы усилителя мощности ГВВ.
Далее необходимо исследовать зависимость напряженности режима от сопротивления нагрузки.
Рисунок 2.4.5 – Осциллограммы при изменении сопротивления нагрузки
На рисунке 2.4.5 от (А) до (Д) представлены осциллограммы при сопротивлении нагрузки RH1 до RH5, где рисунок 2.4.5 (А) соответствует
значению RH1, а рисунок 2.4.5 (Д) - RH5.
Из данных осциллограмм заметно, что при увеличении величины сопротивления нагрузки, увеличивается и впадина в вершине импульса тока,
следовательно, напряженность режима имеет прямую зависимость с сопротивлением нагрузки.
2.5. Исследование динамических характеристики усилителя при различных режимах его работы
Перед началом исследования динамической характеристики необходимо установить значения напряжений, сопротивления нагрузки и частоты соответствующие углу отсечки в 90 градусов и глубины симметричной впадины в половину высоты импульса. Полученная динамическая характеристика отображена на рисунке 2.5.1.
Рисунок 2.5.1 – Осциллограмма динамической характеристики
Далее проводится исследование зависимости формы динамической характеристики при изменении напряжения возбуждения.
Рисунок 2.5.2 – Осциллограммы динамической характеристики при изменении напряжения возбуждения
Рисунок 2.5.2 (А) - эталонная динамическая характеристика до изменения напряжения возбуждения.
Рисунок 2.5.2 (Б) - динамическая характеристика после уменьшения величины напряжения возбуждения. Заметно, что по сравнению с эталонной размах динамической характеристики уменьшился, что говорит о том, что уменьшилась и напряженность режима.
Рисунок 2.5.2 (В) - динамическая характеристика после увеличения напряжения возбуждения. Заметно, что по сравнению с эталонной форма динамической характеристики стала более размашистой, что говорит об увеличении напряженности режима.
Далее проводится исследование зависимости формы динамической характеристики при изменении напряжения смещения.
Рисунок 2.5.3 – Осциллограммы динамической характеристики при изменении напряжения смещения
Рисунок 2.5.3 (А) - эталонная динамическая характеристика до изменения напряжения смещения.
Рисунок 2.5.3 (Б) - динамическая характеристика после уменьшения величины смещения. Заметно, что по сравнению с эталонной размах динамической характеристики уменьшился, что говорит о том, что уменьшилась и напряженность режима.
Рисунок 2.5.3 (В) - динамическая характеристика после увеличения напряжения смещения. Заметно, что по сравнению с эталонной форма динамической характеристики стала более размашистой, что говорит об увеличении напряженности режима.
Далее необходимо исследовать зависимость формы динамической характеристики от величины сопротивления нагрузки (RH).