Используемые приборы и оборудование

1. Лабораторный стенд УФС01 «Генератор с внешним возбуждением».

2. Универсальный двухлучевой осциллограф или два однолучевых осциллографа.

3. Коаксиальные соединительные кабели (2 шт.).

Порядок подготовки к лабораторной работе

1. Повторить правила техники безопасности при выполнении лабораторных работ (гл. 1).

2. Ознакомиться с назначением и расположением органов управления стендом (см. п. 2.1. Стенд «Генератор с внешним возбуждением»). Определить режимы измерений, обеспечиваемые встроенным мультиметром.

3. Начертить электрическую схему ГВВ (транзисторного УМ) со сложной схемой выхода с цепями питания и смещения. На основе полной электрической схемы построить эквивалентную схему по переменному току.

4. Объяснить назначение элементов колебательных контуров НКС и сформулировать рекомендации по выбору их номиналов.

5. Изучить порядок выполнения лабораторной работы.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Перед включением лабораторного стенда выставить потенциометры, регулирующие уровни напряжений смещения и возбуждения, в крайнее левое положение. При помощи соединительных кабелей подключить выходные каналы стенда к входным каналам осциллографа (осциллографов). Включить лабораторный стенд и осциллограф для прогрева. На экране ЖКИ мультиметра должна появиться надпись, указывающая на его общую работоспособность, а на светодиодном индикаторе установки частоты ВЧ генератора высветится текущее значение частоты. Перед началом работы, нажимая кнопки управления мультиметром, проверить его работоспособность во всех режимах. Построить УМ со сложной НКС, установив переключатель S2 в положение 2.

2. Исследовать нагрузочные характеристики ГВВ с двухконтурной резонансной НКС.

2.1. Установить переключатель S1 в положение 3. Установить напряжение смещения E_Б=E_ОТС, при котором угол отсечки =90, и, изменяя напряжение возбуждения U_ВХ, добиться граничного режима работы, контролируя форму импульса коллекторного тока с помощью осциллографа. При постоянных значениях напряжений смещения и возбуждения снять зависимости U_K, I_К0, I_Б0 и U_H от величины емкости связи между контурами С_СВ2, которая определяется согласно табл. 2.

Таблица 2

Значения емкости связи ссв2 в зависимости от положения переключателей

S3	Выкл.	Вкл.	Выкл.	Вкл.	Выкл.	Вкл.	Выкл.	Вкл.
S4	Выкл.	Выкл.	Вкл.	Вкл.	Выкл.	Выкл.	Вкл.	Вкл.
S5	Выкл.	Выкл.	Выкл.	Выкл.	Вкл.	Вкл.	Вкл.	Вкл.
ССВ2, нФ	22	32	44	54	69	79	91	101

При каждом положении переключателей S3…S5 необходимо подстраивать частоту сигнала возбуждения, добиваясь резистивного характера входного сопротивления нагрузки транзистора. Контроль осуществляется с помощью двухлучевого осциллографа. При этом форма импульса эмиттерного тока должна быть косинусоидальной и симметричной, и середине этого импульса по времени должно соответствовать минимальное напряжение на коллекторе транзистора. Определить значение емкости связи между контурами, соответствующее режиму, близкому к граничному.

2.2. По полученным данным рассчитать зависимости Р₀ и Р_Н от C_CB2, используя формулу (7) и выражение

Р_Н=U_Н²/R_К2, (15)

где R_К2=5 Ом – активное сопротивление оконечного контура.

2.3. Результаты измерений и расчетов свести в таблицу и построить графики соответствующих зависимостей. На графиках отметить области режимов по напряженности и выделить режим, при котором достигается максимальная мощность в нагрузке Р_Н.

3. Снять настроечные характеристики ГВВ со сложной НКС, т. е. зависимости U_K, I_K0, I_Б0, U_Н от частоты.

3.1. Эксперимент проводить при постоянных значениях Е_Б и U_ВХ, установленных в п. 2.1, и емкости связи С_СВ2, обеспечивающей при настройке недонапряженный режим работы транзистора, а при расстройке – перенапряженный. Частоту входного сигнала изменять от 180 до 220 кГц с шагом не более 5 кГц. В ходе эксперимента следует зарисовывать получаемые формы импульсов эмиттерного тока.

3.2. По экспериментальным данным, используя выражения (7) и (15), получить зависимости P₀ и Р_Н от частоты.

3.3. Результаты измерений и расчетов представить в виде таблицы и построить соответствующие графики. Отметить на графиках области недонапряженного и перенапряженного режимов работы ГВВ. Если ранее выполнялась лабораторная работа №1 «Исследование транзисторного ГВВ с простой схемой выхода», сравнить полученные в обеих работах настроечные характеристики.