Цель работы:

Изучить принципиальную схему, принципы функционирования и режимы работы резонансного усилителя мощности (генератора с внешним возбуждением — ГВВ) на биполярном транзисторе и экспериментально исследовать его динамические, нагрузочные и амплитудные характеристики.

Схема установки:

Лабораторный макет (сменный блок) включает в себя предварительный усилитель-повторитель (драйвер), усиливающий колебания внешнего возбуждения (подаваемые на вход сменного блока от встроенного в лабораторный стенд генератора ВЧ) и обеспечивающий требуемое напряжение возбуждения исследуемому ГВВ; резонансный каскад усиления мощности (ГВВ) на биполярном транзисторе; магазин переключаемых резистивных нагрузок, а также стабилизированные управляемые источники напряжения смещения и коллекторного питания. На вход сменного блока при выполнении лабораторной работы подается гармоническое возбуждение от встроенного генератора ВЧ (левая панель лабораторного стенда).

7. Исследование зависимости величины угла отсечки от величин напряжения смещения и напряжения возбуждения. Наблюдение осциллограмм коллекторного тока, соответствующих разным углам отсечки.

Вращая ручку «Регулировка Есм» на сменном блоке, зафиксируем осциллограммы, соответствующие уменьшению и увеличению напряжения смещения, относительно исходного положения. Частота на входе генератора равна 92.8МГц.

Рис. 1, осциллограммы для углов отсечки 90 и 55 градусов соответственно

Рис. 2, Осциллограмма при угле отсечки 110

8. Исследование режимов работы ГВВ

Регулируя величину напряжения возбуждения в сторону уменьшения, добиться полного исчезновения провала в наблюдаемых импульсах коллекторного тока. Это недонапряженный режим ГВВ. Слегка увеличивая напряжение возбуждения, добиться такой формы наблюдаемых импульсов тока, когда вершина импульса уплощается, провала нет. Такой режим работы ГВВ называется граничным. Увеличивая напряжение возбуждения, добиться глубокого провала в наблюдаемых импульсах тока, так, чтобы глубина провала достигала основания импульса. Такой режим называется сильноперенапряженным.

Рис. 3, слабонапряженный и перенапряженный режим ГВВ

Рис. 4, граничный режим ГВВ

Рис. 5, перекос впадины при расстроенном вниз и вверх КК

10. Наблюдение динамических характеристик ГВВ, соответствующих режимам его работы

По очереди переключая сопротивление нагрузки, снимем осциллограммы перенапряженного и недонапряженного режимов.

Рис. 6, Перенапряженный, граничный и недонапряженный режим

Рис. 7, перенапряженный и недонапряженный режим для R1

Рис. 8, перенапряженный и недонапряженный режим для R2

Рис. 9, перенапряженный и недонапряженный режим для R3

Рис. 10, перенапряженный и недонапряженный режим для R4

Рис. 11, перенапряженный и недонапряженный режим для R5

11. Экспериментальное исследование нагрузочных характеристик резонансного усилителя мощности (ГВВ).

Rн, Ом	51	100	200	510
Uвых.эфф, В	1,6	2,7	4	4,4
Iкo, мА	30	30	27	25
Pполезн., Вт	0,050196	0,0729	0,08	0,03796
Pпотр., Вт	0,225	0,225	0,2025	0,1875
Pпотерь, Вт	0,174804	0,1521	0,1225	0,14954
КПД, %	22,30937	32,4	39,5062	20,2458

Рис. 12, График зависимости мощностей от сопротивления нагрузки

Рис. 13, График зависимости КПД от сопротивления нагрузки

12. Экспериментальное исследование амплитудных характеристик ГВВ при разных углах отсечки

Uгч, В	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5
Uвх.амп, В (0dB)	0	0,5	1	1,5	2	2,5	3	3,5	4	4,5
Uвх.амп, В (-20dB)	0	0,05	0,1	0,15	0,2	0,25	0,3	0,35	0,4	0,45
Uэфф, В	0	2,8	4,4	4,5	4,6	4,6	4,6	4,65	4,65	4,65
Uвых.амп, В	0	3,96	6,22	6,36	6,78	6,51	6,51	6,51	6,51	6,51

Рис. 12, График зависимости выходного напряжения от входного

Вывод:

Лабораторная работа выполнена, в результате выполнения были изучены принципы функционирования резонансного усилителя

мощности (ГВВ), его особенности работы в режимах с отсечкой

выходного тока, исследована зависимость величины угла отсечки от напряжений смещения и возбуждения. Были зафиксированы осциллограммы коллекторного тока, соответствующие различным углам отсечки и

различной напряженности режима работы ГВВ. Были исследованы и зафиксированы динамические характеристики ГВВ, соответствующие разным режимам. По экспериментально полученным нагрузочным характеристикам ГВВ были построены графики зависимости КПД, мощностей. Оптимальным оказалось сопротивление Rн=200 Ом.