Используемые приборы и оборудование

1. Лабораторный стенд УФС02 «Амплитудная модуляция».

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. 2.2. Стенд «Амплитудная модуляция»). Определить режимы измерений, обеспечиваемые встроенным мультиметром.

3. Начертить электрическую схему модулируемого каскада в режиме коллекторной модуляции. На основе полной электрической схемы построить эквивалентные схемы по переменным ВЧ и НЧ токам.

4. При помощи эквивалентных схем найти потенциальные источники нелинейных и частотных искажений в схеме коллекторной АМ.

5. Изучить порядок выполнения лабораторной работы.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Перед включением лабораторного стенда выставить потенциометры, регулирующие уровни напряжений питания, смещения, высокочастотного возбуждения и низкочастотного модулирующего сигнала, 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 НЧ модулирующего генератора высветится текущее значение частоты. Перед началом работы, нажимая кнопки управления мультиметром, проверить его работоспособность во всех режимах. Построить схему осуществления коллекторной модуляции напряжением питания, установив переключатели S1 и S2 в положение 2.

2. Снять статическую модуляционную характеристику, т. е. зависимость действующего значения тока контура I_КОНТ от напряжения питания Е_К. Также снять зависимости постоянной составляющей тока коллектора транзистора I_К0 и амплитудного значения напряжения на коллекторе транзистора U_К от Е_К. Измерения проводить при напряжении смещения Е_Б=0,65 В и амплитуде модуляции U_МОД=0 В.

2.1. Установить Е_К=2 В и определить максимально возможную амплитуду напряжения возбуждения U_ВХ. В дальнейших экспериментах поддерживать ее равной полученному значению. Изменяя напряжение Е_К от 2 до 10 В с шагом не более 0,5 В, снять требуемые зависимости. Результаты занести в таблицу и построить графики СМХ.

2.2. По полученной зависимости I_КОНТ(Е_К) определить напряжение источника коллекторного питания Е_К0 в режиме молчания, соответствующее середине линейного участка СМХ. Рассчитать максимальное значение модулирующего напряжения U_МОДmах, при котором коэффициент модуляции будет равен 1.

2.3. В процессе измерений обратить внимание на изменение формы импульса эмиттерного тока и зарисовать ее для случаев Е_К=Е_К0 и Е_К=Е_К0+U_МОДmах.

2.4. Построить СМХ на экране осциллографа. Для этого на вход вертикального канала Y подать сигнал, пропорциональный току контура, а на вход горизонтального канала Х – сигнал, пропорциональный модулирующему напряжению u_МОД. Обратить внимание на отличия в статических модуляционных характеристиках, наблюдаемых при Е_К<Е_К0, Е_К=Е_К0 и Е_К>Е_К0. Во всех случаях амплитуду модулирующего сигнала поддерживать равной U_МОД=U_МОДmах.

3. Снять амплитудную динамическую модуляционную характеристику, т. е. зависимость коэффициента модуляции т от уровня модулирующего напряжения U_МОД. Измерения проводить при частоте модулирующего сигнала F=1 кГц, Е_К=Е_К0, E_Б=0,65 В. Амплитуду напряжения возбуждения U_ВХ установить в значение, найденное при выполнении п. 2.1. Измерения проводить для значений т_– и т₊, соответствующих нижней и верхней полуволнам огибающей. По полученным зависимостям построить графики зависимостей т_– и т₊ от U_МОД.

4.Снять частотную ДМХ, т. е. зависимость коэффициента модуляции т от частоты модулирующего напряжения F. Измерения проводить при постоянной амплитуде модулирующего сигнала, обеспечивающей значение т=0,5 на частоте F=1 кГц, Е_К=Е_К0, Е_Б=0,65 В и при значении U_ВХ, определенном при выполнении п. 2.1. По полученным данным построить график зависимости т(F).

5. Снять СМХ в виде зависимости тока контура I_КОНТ от напряжения питания Е_К, для случая комбинированной коллекторной модуляции. Для этого переключатель S2 установить в положение 4, установить Е_К=10 В, Е_Б=0,65 В и U_ВХ в ранее определенное значение. Затем, не изменяя положение потенциометра «Е_Б», снять зависимость I_КОНТ(Е_К). Сравнить полученную СМХ с результатами исследования схемы простой коллекторной модуляции, полученными при выполнении п. 2.

6. Исследовать эффективность ограничения базового тока при использовании автосмещения в базовой цепи.

6.1. Переключатель S2 перевести в положение 2, выставить Е_К=10 В, Е_Б=0,65 В и U_ВХ в ранее определенное значение. Затем, не изменяя положение потенциометра «Е_Б», снять зависимость Е_Б от Е_К, уменьшая Е_К до 2 В с шагом не более 0,5 В.

6.2. По полученным данным определить изменение постоянной составляющей тока базы, пользуясь соотношением

∆I_Б0=(E_Б0-E_Б)/R_Б,

где Е_Б0=0,65 В; Е_Б – измеренное значение постоянного напряжения на базе; R_Б – сопротивление цепи автосмещения, величина которого зависит от положения переключателя S2 и равна 200 Ом в положении 2, 510 Ом в положении 3 и 1 кОм в положении 4.

Построить графики зависимостей ∆I_Б0(E_К) и Е_Б(Е_К).

6.3. Повторить измерения при других параметрах цепи автоматического смещения, соответствующих положениям 3 и 4 переключателя S2.

7. Снять амплитудную ДМХ, т. е. зависимость коэффициента модуляции т от уровня модулирующего напряжения U_МОД. Переключатель S2 установить в положение 4. Измерения проводить при частоте модулирующего сигнала F=1 кГц, Е_К=Е_К0 и ранее определенном (см. п. 2.1) значении U_ВХ. Напряжение смещения на базе Е_Б=0,65 В устанавливается при Е_К=10 В и U_МОД=0 и в дальнейшем не корректируется. Значение Е_К0 определяется по СМХ, снятой при выполнении п. 5. Измерения проводить для значений т_– и т₊, соответствующих нижней и верхней полуволнам огибающей. По полученным зависимостям построить графики зависимостей т_– и т₊ от U_МОД и сравнить их с АДМХ, полученными в результате исследования схемы простой коллекторной модуляции при выполнении п. 3.