Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Практикум по радиоэлектронике
.pdf
Лабораторная работа № 9
RС-автогенератор
Цель работы: Знакомство с работой RC-генератора гармо-
нических колебаний; исследование зависимости частоты
колебаний от параметров моста Вина.
Оборудование:
1. Лабораторный стенд.
2. Осциллограф.
3. Вольтметр переменного напряжения.
4. Измеритель сопротивлений.
Рекомендуемая литература: [1], [2].
Введение
RC-генератор представляет собой один из возможных вариантов построения генератора с самовозбуждением. Условия существования установившихся колебаний – баланс амплитуд K(U
передачи усилителя и цепи обратной связи, соответственно,
и баланс фаз
генератора полностью совпадают с аналогичными условиями для генератора, изучению которого посвящена лабораторная работа № 8.
Используются RC-генераторы, как правило, для получения низкочастотных гармонических колебаний, где применение LС-контуров нецелесообразно из-за значительного
возрастания требуемых величин L и С, а следовательно,
и габаритов конденсаторов и катушек индуктивности.
RC-автогенератор представляет собой апериодический
усилитель, охваченный частотноизбирательной цепью обратной связи, содержащей лишь резисторы и конденсаторы.
Широко распространены две разновидности генераторов
этого типа: генераторы с поворотом фазы напряжения в цепи
)β = 1, где K(Uвх) и β – модули коэффициентов
вх
ϕ
+ ϕβ = 2πn, n = 0, 1, 2, … – для этого авто-
k
91
обратной связи на 180° (генераторы с фазосдвигающими
цепочками) и генераторы без поворота фазы напряжения
в цепи обратной связи (генераторы с мостом Вина).
Генератор с фазосдвигающими цепочками (рис. 9.1) представляет собой однокаскадный нерезонансный усилитель по
схеме с общим эмиттером, с цепью обратной связи, состоящей из 3-х или более RС-звеньев (R
Рис. 9.1. RC-генератор с фазосдвигающими цепочками
, R2С2, R3С3).
1С1
В усилителе с общим эмиттером создается фазовый сдвиг
ϕ
= 180° выходного напряжения относительно входного; для
k
выполнения условия баланса фаз цепь обратной связи должна вносить такой же сдвиг по фазе (ϕ
= 180°). Поскольку
β
однозвенная RC-цепь может внести фазовый сдвиг не более
90°, для обеспечения требуемого ϕ
нужно не менее трех RC-
β
цепочек. В итоге генерация будет возникать на той частоте
ω
, для которой ϕβ = 180°. Для того, чтобы произошло мягкое
0
самовозбуждение, необходимо выполнение еще одного условия: K(0) ∙ β > 1.
В генераторах без поворота фазы используют двухкаскадный апериодический усилитель при включении транзисторов по схеме с общим эмиттером (рис. 9.2).Фаза напряжения
входного сигнала при этом в сумме изменяется на 360°
и условие баланса фаз при непосредственном соединении
выхода усилителя с его входом будет выполняться в широком
диапазоне частот. Это приведет к тому, что форма колебаний
будет отличаться от гармонической, что имеет место в мультивибраторе. Включение моста Вина (элементы R
1С1
, R2С2)
обеспечивают выполнение баланса фаз только на одной
92
частоте
01
ω
1= RC RC
и, следовательно, одночастотную
122
генерацию. Но этого оказывается недостаточно для обеспечения гармонической формы колебаний на выходе генератора. Коэффициент передачи моста Вина при R
= R2 и С1 = С2
1
составляет β = 1/3 и условие баланса амплитуд K ∙ β > 1 будет
выполняться в сильно нелинейном режиме работы усилителя, когда его коэффициент усиления упадет до K = 3. Такой
режим работы связан со значительными нелинейными искажениями генерируемого сигнала. Для устранения этого эффекта вводится отрицательная обратная связь (за счет резистора R
) что уменьшает модуль коэффициента передачи:
8
усилителя.
В данной лабораторной работе исследуется RC-генератор
с мостом Вина.
Задание 1. Исследование влияния отрицательной обрат-
ной связи на форму генерируемых колебаний.
1.1.Соберите схему RC-генератора в соответствии с рис. 9.3,
используя следующие элементы:
R
= R3 = 3 кОм, R2 = 0, R4 = 2,4 кОм, R5 = 15 кОм,
1
R
= 7,5 кОм, R7 = 1,2 кОм, R9 = 51 кОм, R10 = 5,1 кОм;
6
R
= 3,9 кОм, R12 = 510 Ом, R13 = 15 кОм, С1 = С2 = 0,033 мкФ,
11
С
= С4 = 20 мкФ, V1 = V2 = МП16.
3
Рис. 9.2. RC-генератор с мостом Вина
Практическая часть работы
93
Рис. 9.3. Лабораторная схема RC-генератора с мостом Вина
От источника напряжения ГН-2 подайте напряжение питания Е
= 12 В. Для измерения Ес используйте ИВ стенда.
с
1.2. Для получения осциллограмм выходного сигнала
к выходу генератора (клеммы «1» и «⊥») подключите осциллограф С1–73, для измерения действующего значения
входного напряжения U
подключите к клеммам «X1» и «⊥»
вх
вольтметр переменного напряжения.
1.3. Получите с помощью С1–73 осциллограмму выходного сигнала RC-генератора и зарисуйте ее.
1.4. Введите отрицательную обратную связь, подключив
переменный резистор R
= 10 кОм и, изменяя его величину,
8
добейтесь устойчивой генерации колебаний синусоидальной
формы. Зарисуйте полученную осциллограмму.
1.5. Измерьте U
ное, значение выходного напряжения U
, с помощью C1–73 измерьте амплитуд-
вх
, рассчитайте
вых.ампл
соответствующее ему действующее значение выходного напряжения U
. Рассчитайте k = U
вых
. Отключите вольтметр.
вых /Uвх
Задание 2. Исследование зависимости частоты генери-
руемых колебаний от параметров моста Вина.
2.1. Добиваясь в каждом случае с помощью резистора R
устойчивой генерации колебаний синусоидальной формы,
измерьте с помощью С1–73 значение периода генерируемых
колебаний Т при R
= R2 = 3 кОм; 1 кОм; 10 кОм. Рассчи-
1
тайте соответствующие значения f. Результаты измерений
и расчетов занесите в табл. 9.1.
8
94
Таблица 9.1
Зависимость частоты генерации от R
R1 = R3, кОм Т, мс f, кГц
3
1
10
1
, R
3
Установите R1 = R3 = 3 кОм.
2.2. Добиваясь в каждом случае с помощью резистора R
устойчивой генерации колебаний синусоидальной формы,
измерьте с помощью C1–73 значение периода генерируемых
колебаний Т при С
= С2 = 0,033 мкФ; 0,01 мкФ; 0,1 мкФ.
1
Рассчитайте соответствующие значения f. Результаты измерений и расчетов занесите в табл. 9.2.
Таблица 9.2
Зависимость частоты генерации от С1, С
С1 = С2, мкФ Т, мс f, кГц
0,033
0,01
0,1
2
Задание 3. Снятие нагрузочной характеристики.
Отключите R
Установите R
к клеммам «1» и «
= 10 кОм (переменное), и R13 = 15 кОм.
8
= 6,8 кОм (постоянное). Для измерения U
8
⊥ » подключите вольтметр.
вых
Подключите переменный резистор 10 кОм к прибору для
измерения сопротивлений и установите сопротивление резистора равным 1 кОм. Подключите его к гнездам R
установив таким образом сопротивление нагрузки R
1 кОм. Измерьте соответствующее ему значение U
гичные измерения проведите, изменяя R
от 1 кОм до 10 кОм
н
н
. Анало-
вых
13
равное
через 1 кОм. Результаты измерений занесите в табл. 9.3.
Таблица 9.3
Зависимость U
Rн, кОм 1 2 … 9 10
U
, В
вых
вых
от R
н
8
,
95
Задание 4. Обработка результатов.
4.1. Рассчитайте значения частот генерации для параметров моста Вина, используемых в задании 2. Сравните с экспериментом.
4.2. Постройте нагрузочную характеристику RC-генератора
U
= j(R
вых
) по результатам задания 3.
н
Контрольные вопросы
1. Сравните достоинства и недостатки LC- и RC-генераторов.
2. Как выполняются условия баланса фаз в RС-генераторах
с фазосдвигающими цепочками и с мостом Вина?
3. Дайте обоснование расчетных формул для вычисления
частоты колебаний в RС-генераторе с мостом Вина.
4. Для чего в RС-генераторе необходимо устанавливать
цепи отрицательной обратной связи?
96
Лабораторная работа № 10
Трехпрограммный громкоговоритель
Цель работы: Усвоить принцип многопрограммного про-
водного вещаний и изучить принцип работы и устройство 3-х
программного приемника «Маяк-204» (ПТ).
Оборудование:
1. Приемник «Маяк-204» (с выводами от отдельных узлов
схемы).
2. Генератор звуковой.
3. Генератор ВЧ-колебаний.
4. Осциллограф.
Рекомендуемая литература: [1], [2].
Введение
Задачей многопрограммного проводного вещания является передача по одной паре проводов нескольких программ
одновременно, причем абонент имеет возможность настроить приемник на прием одной программы.
В России действует 3-х программное проводное вещание.
В радиосеть при этом поступают:
1. Сигналы 1-ой программы в полосе частот от 100 Гц до
10 кГц;
2. Амплитудно-модулированные сигналы 2-й программы
с несущей частотой 78 кГц;
3. Амплитудно-модулированные колебания 3-й программы с несущей частотой 120 кГц.
В сигналах 2-й и 3-й программы колебания несущей частоты модулированы низкочастотным сигналом, ограниченным полосой от 100 Гц до 6000 Гц, то есть качество передач
2-й и 3-й программ, ниже, чем 1-й.
При приеме 2-й или 3-й программ между входом и динамиком включаются ВЧ-усилители и полосовые фильтры,
которые пропускают сигналы либо 2-й, либо 3-й программ
97
(в зависимости от настройки, эти сигналы поступают на ам-
плитудный детектор, на выходе которого имеем звуковой
(низкочастотный) сигнал, который после усиления НЧ-
усилителем поступает на динамик).
При приеме сигналов 1-й программы с усилением колебания со входа поступают на низкочастотную часть схемы, состоящую из понижающего трансформатора, эмиттерного повторителя, двухкаскадного усилителя и динамика; при приеме 1-й программы без усиления сигналы со
входа через понижающий трансформатор поступают
на динамик.
Изучим более подробно все тракты прохождения сигналов всех программ.
Принципиальная электрическая схема трехпрограммного
громкоговорителя изображена на рис. 10.1 в малом масштабе, но дает о ней представление. На рис. 10.2–10.4 изображены части схемы, обеспечивающие прием каждого из трех
каналов. Переключение каналов осуществляется кнопками
S 1.1, S 1.2, S 1.3.
Рис. 10.1. Принципиальная схема трехпрограммного громкоговорителя
«МАЯК-204»
98
Рис. 10.2. Принципиальная схема канала 1-Д приемника «МАЯК»
Рис. 10.3. Принципиальная схема канала 1-й программы с усилением
При приеме 1-й программы без усиления (канал 1Д) долж-
ны быть нажаты кнопки S 1.1 и S 1.2 (см. рис. 10.2). Этот канал дублирует обычный радиотрансляционный канал, но без
звукоусиления; им разумно пользоваться, когда вышел из
строя блок питания. Трансформатор Т
применяется в обычных радиотрансляционных линиях для
согласования динамика с линией, точнее – для согласования
по мощности сопротивления динамика и выходного сопротивления усилителя мощности на радиоузле, что приводит
к увеличению тока в динамике и соответственно к увеличению мощности на выходе.
– понижающий, он
1
99
Рис. 10.4. Принципиальная схема канала 2-й программы приемника «МАЯК-204»
При приеме 1-й программы с усилением должна быть нажата кнопка S 1.1 (см. рис. 10.1).
Принципиальная электрическая схема канала при приеме 1-й программы с усилением изображена на рис. 10.3. На
ней не указаны корректирующие цепочки, которые формируют необходимую АЧХ этого канала; в корректирующие цепочки входят элементы С
раммы из радиотрансляционной линии поступает на понижающий трансформатор T
(резистор изменяет «чувствительность» 1-го канала, в итоге – изменяет громкость звучания). С нижней части переменного резистора через элементы С
попадает на участок база-эмиттер транзистора V
является активным элементом эмиттерного повторителя.
Нагрузкой эмиттерного повторителя является R
тель, состоящий из R
, R13, R14 обеспечивает необходимое
21
напряжение на участках база-эмиттер и база-коллектор
транзистора V
Цепочка С
.
3
, R14 – выполняя роль фильтра нижних
12
частот, который выделяет сигнал только 1-й программы из
полного сигнала. Это необходимо для того, чтобы предотвратить возможные нелинейные искажения в последующих каскадах усиления при воздействии на транзис-
, С20, С18, сигнал 1-й прог-
21
и переменный резистор R2
1
, R17, R16, ^, R18
14
, который
3
; дели-
18
100
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]