Содержание отчета

1. Наименование и цель лабораторной работы.

2. Принципиальная схема исследуемого автогенератора с ЧМ.

3. Таблицы и графики результатов исследования СМХ.

4. Таблицы и графики результатов исследования АДМХ.

5. Таблицы и графики результатов исследования ЧДМХ.

6. Выводы по результатам работы.

Контрольные вопросы

1. В чем заключается механизм прямой частотной модуляции в автогенераторе? Какие элементы можно использовать в качестве управителей частоты?

2. Какой характер имеет вольт-фарадная характеристика варикапа? Как на ней выбирается рабочая точка варикапа?

3. Каким образом осуществляются косвенная ЧМ и косвенная ФМ? Какие преобразования необходимо предварительно произвести над модулирующим сигналом?

4. Каким образом можно увеличить абсолютную девиацию частоты в ЧМ-колебании? Привести примеры функциональных схем.

5. Каким образом можно управлять относительной девиацией частоты в ЧМ-колебании?

6. Каковы причины нелинейности модуляционных характеристик АГ с ЧМ? Назвать способы повышения линейности СМХ и АДМХ.

7. От чего зависит характер ЧДМХ автогенератора с ЧМ?

8. Можно ли получить ЧМ в АГ с кварцевой стабилизацией частоты?

9. Какие способы включения варикапа в КС автогенератора наиболее эффективны и почему?

10. Предложить способы получения ЧМ в автогенераторе без использования варикапа.

11. Каким образом можно увеличить девиацию частоты на выходе автогенератора?

3.8. Исследование нестабильности частоты автогенераторов (Лабораторная работа №8)

Цель работы: исследовать кратковременную и средневременную нестабильность частоты различных автогенераторов; исследовать влияние температуры транзистора и КР на величину частоты генерируемых колебаний.

Рекомендуется предварительно ознакомиться с основными теоретическими сведениями к лабораторной работе №5 «Исследование одноконтурного автогенератора» (с. 52-63) и к лабораторной работе №6 «Исследование автогенератора с кварцевой стабилизацией частоты» (с. 67-70).

Литература для самостоятельной подготовки: [2, гл. 4.6, 4.7; 4, гл. 4.4; 5(7), гл. 10].

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.

Установить коллекторное напряжение Е_К равным 8 В, эквивалентное сопротивление контура R_ЭK установить максимальным. Переключатель ЗАДЕРЖКА должен находиться в положении 0.

2. Исследовать нестабильность частоты колебаний кварцевого АГ. Эксперимент проводится для схемы с кварцевым резонатором в цепи обратной связи (переключатель ТИП СХЕМЫ в положении 3). Установить на дисплее ЖКИ режим измерения частоты колебаний и снять зависимость кратковременной и средневременной нестабильностей частоты колебаний АГ от времени усреднения (накопления) τ=Т_Н (устанавливается соответствующей кнопкой под ЖКИ). Снять зависимость f_СР от времени усреднения τ, рассчитать и построить график зависимости /f_СР от τ. Время усреднения τ изменять в пределах от 0,001 до 10 с (рекомендуется использовать логарифмический шаг).

При определении f_СР для каждого значения τ следует снять не менее 10 отсчетов f_Г, а затем по ним вычислить среднее значение частоты по формуле

.

Для получения каждого нового отсчета частоты при выбранном τ необходимо каждый раз перезапускать частотомер.

Расчет зависимости относительной нестабильности частоты колебаний /f_СР от τ производится по формуле

на основе результатов расчета дисперсии

,

где .

3. Исследовать кратковременную и средневременную нестабильности частоты бескварцевого АГ. Включить схему 4 (емкостной трехточечный бескварцевый АГ с включением транзистора по схеме с «общей базой») и повторить измерения в соответствии с указаниями п. 3.

4. Исследовать зависимость частоты генерации от температуры. Первоначально, включив схему АГ с КР в цепи обратной связи (схема 3), настройкой колебательной системы путем изменения Е_УПР установить максимальное значение напряжения на контуре. Далее, не изменяя Е_УПР, снять зависимость частоты генерации от температуры транзистора в автогенераторах, выполненных по схемам 3 и 4.

Для этого включить нагрев транзистора нажатием кнопки «НАГРЕВ VT» и довести температуру транзистора до 60 °С. Выключить нагрев и, начиная с температуры 55°С, через каждые 5°С снимать текущие показания температуры транзистора и частоты генерации поочередно для обеих схем АГ. Одновременно можно регистрировать I_К0 и U_К в каждой из схем. Полученные данные свести в таблицу и построить графики зависимостей частоты генерации от температуры.

После 10-15-минутного остывания лабораторного стенда аналогичным образом исследовать зависимость частоты генерации от температуры КР для схемы с резонатором в цепи обратной связи (схема 3).

После окончания эксперимента убедиться, что кнопки «НАГРЕВ ZQ» и «НАГРЕВ VT» выключены!