Используемые приборы и оборудование

1. Лабораторный стенд УФС03 «Автогенератор гармонических колебаний».

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. 2.3. Стенд «Автогенератор гармонических колебаний»). Определить режимы измерений, обеспечиваемые встроенным мультиметром.

3. Изучить порядок выполнения лабораторной работы.

Порядок выполнения лабораторной работы

1. Перед включением лабораторного стенда выставить потенциометры, регулирующие уровни напряжений питания, смещения, управления емкостью варикапа и низкочастотного модулирующего сигнала, в крайнее левое (нулевое) 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. Перед началом работы, нажимая кнопки управления мультиметром, ознакомиться с режимами его работы и проверить его работоспособность во всех режимах.

2. Собрать емкостную трехточечную схему АГ при включении транзистора по схеме с общей базой. Для этого поставить переключатель ТИП СХЕМЫ в положение 4. Установить коллекторное напряжение Е_К равным 8 В. Эквивалентное сопротивление нагрузки установить максимальным (переключатели S7 и S8 выключены).

Снять зависимость частоты генерируемых колебаний от значения управляющего напряжения f_Г(Е_УПР) в схеме автогенератора без кварцевой стабилизации. Считая, что частота генерации f_Г равна резонансной частоте колебательной системы f_Р, установить связь между резонансной частотой колебательной системы АГ f_Р и величиной Е_УПР. Зависимости f_Г(Е_УПР) снять для всех значений R_ЭК в соответствии с табл. 5. Получен-ную зависимость f_Р(Е_УПР) использовать в дальнейшем в качестве эталонной при исследовании всех схем кварцевых АГ.

3. Собрать схему автогенератора с кварцевым резонатором в цепи обратной связи, поставив переключатель ТИП СХЕМЫ в положение 3. Установить коллекторное напряжение Е_К равным 8 В; эквивалентное сопротивление контура R_ЭК в соответствии с табл. 5 установить максимальным (ключи S7, S8 должны быть разомкнуты); переключатель «τ» должен находиться в положении 0.

Зарисовать полученную схему автогенератора.

Таблица 5

Значения сопротивления коллекторной нагрузки (кОм)в зависимости от положения переключателей

RН1 (S7)	RН2 (S8)	схемы 1...4	схема 5
Выкл	Выкл	1,2	2,2
Вкл	Выкл	1,0	1,1
Выкл	Вкл	0,9	0,7
Вкл	Вкл	0,8	0,5

3.1. Изменяя управляющее напряжение на варикапе Е_УПР, добиться максимальной амплитуды выходного напряжения АГ U_K. Снять зависимости напряжения на контуре U_K, постоянной составляющей коллекторного тока транзистора I_К0 и частоты генерируемых колебаний f_Г от резонансной частоты колебательной системы АГ f_Р.

Измерения проводятся в области значений Е_УПР, обеспечивающих наличие генерации, начиная с максимальной амплитуды генерируемых колебаний, как в сторону уменьшения резонансной частоты колебательной системы АГ, так и в сторону ее увеличения.

Эксперимент следует провести для нескольких значений эквивалентного сопротивления контура R_ЭК.

3.2. Снять зависимость напряжения на контуре U_K, постоянной составляющей коллекторного тока I_К0 и частоты генерации f_Г от значения напряжения коллекторного питания Е_К. Эксперимент проводится, начиная с максимально возможного значения напряжения питания Е_К, в сторону его уменьшения до срыва генерации, при этом напряжение на варикапе Е_УПР необходимо установить таким, чтобы амплитуда колебаний на выходе автогенератора U_K была равна максимальному значению, полученному при выполнении п. 3.1.

3.3. Установив значение управляющего напряжения на варикапе E_УПР, при котором обеспечивается максимум U_К, снять зависимость напряжения на контуре U_К, постоянной составляющей коллекторного тока транзистора I_К0 и частоты генерации f_Г от длины линии задержки τ_З. Изменение длины линии задержки осуществляется переключателем «τ».

Сравнить результаты выполнения п. 3.2, 3.3 с аналогичными результатами, полученными при выполнении п. 3.2, 3.4 лабораторной работы №5.

4. Собрать схему автогенератора с КР между базой и коллектором транзистора. Для этого поставить переключатель ТИП СХЕМЫ в положение 1. Установить коллекторное напряжение Е_К равным 8 В и добиться возникновения генерации. При этом Е_УПР должно быть минимальным; эквивалентное сопротивление контура R_ЭK должно быть максимальным (ключи S7, S8 должны быть разомкнуты); переключатель «τ» должен находиться в положении 0.

Зарисовать полученную схему автогенератора.

4.1. Исследовать чувствительность частоты генерации и режима работы транзистора АГ к значению резонансной частоты контура, включенного между эмиттером и коллектором транзистора.

Изменяя Е_УПР, начиная с малых амплитуд генерируемых колебаний U_K, в сторону их плавного увеличения, снять зависимости U_К, I_К0, f_Г от Е_УПР. Пользуясь зависимостью f_Р(Е_УПР), полученной при выполнении задания п. 2, построить зависимости U_К, I_К0, f_Г от f_Р.

Эксперимент рекомендуется провести для нескольких значений эквивалентного сопротивления контура.

4.2. Снять зависимость напряжения на контуре U_К, постоянной составляющей коллекторного тока I_К0 и частоты генерации f_Г от напряжения коллекторного питания Е_К.

Эксперимент проводится, начиная с максимально возможного значения напряжения питания Е_К, в сторону его уменьшения до срыва генерации, при этом напряжение на варикапе Е_УПР необходимо установить таким, чтобы амплитуда колебаний на выходе автогенератора U_К составляла 70-80% от максимального значения, полученного при выполнении п. 4.1. Эксперимент проводится для нескольких значений эквивалентного сопротивления контура.

5. Собрать схему АГ с КР между базой и эмиттером транзистора. Для этого поставить переключатель ТИП СХЕМЫ в положение 2. Установить коллекторное напряжение Е_К равным 8 В и добиться возникновения генерации. При этом напряжение Е_УПР должно быть минимальным; эквивалентное сопротивление контура R_ЭK должно быть максимальным (ключи S7, S8 должны быть разомкнуты); переключатель «τ» должен находиться в положении 0.

Зарисовать полученную схему АГ.

Изменяя Е_УПР, добиться возникновения колебаний.

Исследовать чувствительность частоты генерации и режима работы транзистора АГ к значению резонансной частоты контура, включенного между эмиттером и коллектором транзистора в соответствии с указаниями п. 4.1.

Исследовать зависимость напряжения на контуре U_К, постоянной составляющей коллекторного тока I_К0 и частоты генерации f_Г от напряжения коллекторного питания Е_К.