Опис лабораторної установки

Лабораторна установка виготовлена у вигляді окремого блоку, до якого під’єднується генератор високої частоти. Спрощену електричну схему лабораторної установки подано на рис. 6.

Установка має два режими роботи:

1. зняття ВФХ, для цього ключі К₁ і К₂ необхідно замкнути, а ключ К₃ перевести у праве положення;

2. зняття прямої ВАХ, для цього ключі К₁ і К₂ необхідно розімкнути, а ключ К₃ перевести у ліве положення;

Примітка. Ключі К₁ К₂ та К₃ змонтовано на одному багатопанельному (галетному) перемикачі. Тому переведення усіх ключів у необхідне положення здійснюється одночасно встановленням багатопанельного перемикача у відповідне положення “ВФХ” або “ВАХ”.

Основними елементами схеми є наступні:

• коливальний контур у складі варікапа КВ104Е, індуктивності мГн, блокуючого конденсаторамкФ;

• підсилювальний блок;

• генератор високої частоти (ГВЧ);

• вольтметр V для вимірювання оберненої напруги на варікапі;

• мілівольтметр mV для вимірювання прямої напруги при знятті ВАХ;

• міліамперметр mA, який у випадку зняття ВФХ є індикатором резонансу, а у випадку зняття ВАХ фіксує значення прямого струму;

• резистор R₂ дозволяє змінювати напругу на варікапі при знятті ВФХ та ВАХ; за допомогою резистора R₁ здійснюється плавне регулювання напруги на варікапі при точному настроюванні контуру у резонанс.

Принцип дії установки

В режимі зняття ВФХ на коливальний контур у складі варікапу КВ104Е, блокуючого конденсатору та індуктивностіподається змінна напруга високої частоти за допомогою ГВЧ. При заданій частоті цієї напруги коливальний контур настроюється у резонанс шляхом підбору відповідного значення постійної напруги оберненого зміщенняВ за допомогою резисторівR₁ та R₂. При наявності резонансу в контурі різко зростає струм, що фіксується за допомогою міліамперметру. Резонансна частота пов’язана з ємністю та індуктивністю контура відомою формулою Томсона, яка й дозволяє визначити ємність варікапу на даній частоті.

При знятті прямої гілки ВАХ коливальний контур відключається, а працює інша частина схеми, де на варікап подається пряма постійна напруга, яку можна регулювати (тобто варікап працює як звичайний діод у пропускному режимі). Напруга на варікапі та сила струму, що тече через нього вимірюються відповідними приладами.

Проведення експерименту

Увага! Перед проведенням експерименту обов’язково ознайомитися з правилами з техніки безпеки (див. с.9).

Зняття вольт-фарадної характеристики

1. Вивчити принцип роботи лабораторної установки у відповідності до її структурної схеми (рис.6), з’ясувати призначення приладів та органів керування.

2. Встановити потенціометр R₂ (груба настройка) у крайнє ліве положення, а потенціометр R₁ (плавна настройка) у середнє положення.

3. Встановити режим зняття ВФХ за допомогою відповідного перемикача.

4. За шкалою генератора високої частоти (ГВЧ) встановити початкову частоту сигналу (див. таблицю №2). З’єднати ГВЧ з лабораторною установкою, підключити ГВЧ та установку до мережі живлення.

5. Регулюючи (потенціометром R₂) величину оберненої напруги, що подається на варікап, настроїти коливальний контур у резонанс. При цьому міліамперметр mA показує максимальні значення (для точного знаходження максимуму можна використати потенціометр R₁ для плавної настройки).

6. За вольтметром V зафіксувати значення оберненої напруги, яке відповідає резонансу на даній частоті сигналу. Результати занести у таблицю №2.

7. Повторити п.п.5,6 для інших частот сигналу.

Зняття вольт-амперної характеристики

1. Встановити потенціометр R₂ (груба настройка) у крайнє ліве положення, а потенціометр R₁ (плавна настройка) у середнє положення.

2. Встановити режим зняття ВАХ за допомогою відповідного перемикача.

3. Змінюючи прямий струм через варікап за допомогою потенціометра R₂ та міліамперметра mA у відповідності до таблиці №3, зафіксувати відповідні значення прямої напруги за допомогою мілівольтметру mV.

4. Результати занести у таблицю №3.