3.4. Порядок выполнения работы
Последовательность действий, необходимых для выполнения лабораторной работы рассмотрим на примере составления схемы устройства В и ее описания на внутреннем языке PSpice.
3.4.1. На рис.3.4 приведена схема анализируемого устройства. Цепь ОС с передаточной функцией К1(j) = 1легко организовать, подав сигнал с выхода устройства через резисторR3на вход инвертирующего усилителя, причем сопротивления резисторовR3иR2должны быть одинаковыми.
Рис.3.4.
Исследуемый усилитель с цепями обратной
связи.
3.4.2. Описание схемы на внутреннем языке PSpice.
Для моделирования ОУ удобно использовать линейный источник напряжения управляемый напряжением (рис.3.5), который описывается следующим предложением:
E N+ N- NC+ NC- K,
где
N+ N-– номера узлов, к которым подключен выход ОУ;
NС+ NС-– номера узлов, к которым подключен вход ОУ;
К– коэффициент усиления (для моделирования он должен быть порядка106).
Рис.3.5. Линейная модель операционного усилителя
Исследование устройства В (рис.3.4)
OS
V1 1 0 AC 1
E1 3 0 2 0 1Meg
R1 1 2 10K
R2 3 2 12K
R3 7 2 10K
L1 3 4 318U
C1 4 5 31.8N
R4 5 0 86.6
R5 5 6 10K
R6 7 6 10K
E2 7 0 6 0 1Meg
.AC DEC 100 1K 500K
.PROBE
.END
3.5. Контрольные вопросы
3.5.1. Что называется обратной связью?
3.5.2. Дайте классификацию типов обратной связи.
3.5.3. Где применяется обратная связь?
3.5.4. Объясните влияние обратной связи на АЧХ устройств.
3.5.5. Назовите и объясните критерии устойчивости замкнутых систем.
3.5.6. Напишите формулы передаточных функций последовательно соединенных и параллельно соединенных звеньев.
4. Лабораторная работа № 4
ИССЛЕДОВАНИЕ LCГЕНЕРАТОРА
4.1. Цель работы
Исследование LCгенератора.
4.2. Краткие теоретические сведения
Генератор – это устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в электрические колебания определенной частоты и амплитуды.
Структурно генератор содержит: источник постоянного напряжения (ИП); усилитель (У); избирательную цепь (колебательную систему) (ИЦ); цепь обратной связи (ОС). Функциональная схема генератора гармонических колебаний приведена на рис.4.1. Кратко рассмотрим назначение основных блоков.
Усилитель предназначен для компенсации потерь, возникающих в пассивных цепях генератора.
Избирательная цепь подавляет все кроме одной спектральные составляющие в генерируемом колебании.
Цепь обратной связи обеспечивает выполнение условий самовозбуждения.
Рис.4.1. Функциональная схема генератора гармонических колебаний
4.3 Задание к лабораторной работе
4.3.1. На основе варианта задания к лабораторной работе таблица 4.1 рассчитать параметры элементов (С1, С2, С3, L1)LCгенератора, представленного на рис.4.1.
Варианты заданий
Таблица 4.1
|
№ варианта |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
k |
1 |
1.4 |
1.8 |
2 |
2.4 |
2.8 |
3 |
3.4 |
3.8 |
4 |
Рис.4.1. LCгенератор
4.3.2. Рассчитать теоретическое значение частоты генерации.
4.3.3. Выполнить моделирование работы генератора в среде PSpice и убедиться в наличие колебания. При значительных искажениях выходного сигнала увеличить сопротивление резистораR4и повторить расчет.
Измерить амплитуду и частоту генерируемого колебания.
4.3.4. Зарисовать необходимые осциллограммы действующих в схеме сигналов с тем, чтобы доказать наличие положительной обратной связи.
4.3.5. Разомкнуть цепь обратной связи (рис.4.2). Построить АЧХ и ФЧХ разомкнутой системы. Резистор R6имитирует входное сопротивление резисторного каскада.
Из полученных характеристик определить частоту генерации Ги коэффициент усиления на частоте генерацииК(Г).
Рис.4.2. Схема LCгенератора с разомкнутой обратной связью
4.3.6. Изменяя емкость конденсатора С1на+30% проследить изменения частоты генерацииГи коэффициента усиления на частоте генерацииК(Г).
4.3.7. Повторить п.4.3.6 для индуктивности катушки L1и сопротивления резистораR4.
4.3.8. Повторить п.4.3.3. для случая, когда не выполняются условия самовозбуждения. Убедиться в срыве колебания.
4.3.9. Составить отчет о проделанной работе.