- •Радиотехнические цепи и сигналы Теория электрической связи
- •Новосибирск 1998
- •Оглавление
- •Правила выполнения лабораторных работ
- •Оформление отчётов
- •Описание лабораторной установки
- •4 Вопросы для самостоятельной подготовки
- •5 Описание лабораторного макета
- •6 Лабораторное задание
- •7 Порядок выполнения работы
- •Включить лабораторную установку и приборы.
- •8 Содержание отчета
6 Лабораторное задание
Ознакомиться с лабораторной установкой и с используемыми в работе измерительными приборами.
Изучить экспериментально особенности преобразования формы и спектра сигнала в безынерционном нелинейном элементе при гармоническом внешнем воздействии (на примере нелинейного резистивного усилителя).
Исследовать экспериментально принцип и особенности работы нелинейного резонансного усилителя .
Изучить принцип и особенности умножения частоты на основе нелинейного резонансного усилителя и характер зависимости энергетической эффективности умножения от угла отсечки тока.
Ознакомиться с особенностями преобразования частоты на основе нелинейного резонансного усилителя.
7 Порядок выполнения работы
Включить лабораторную установку и приборы.
Для исследования процессов преобразования формы и спектра сигнала в схеме нелинейного резистивного усилителя при гармоническом внешнем воздействии необходимо: получить и зарисовать временные и спектральные диаграммы выходного напряжения (тока) при различных значениях напряжения смещения, соответствующих углам отсечки 1800 и 600 градусов.
Примечания:
Частота входного сигнала устанавливается равной резонансной частоте колебательного контура – по максимуму напряжения на нем. При этом сопротивление Rш должно быть отключено.
Необходимое напряжение смещения для соответствующего угла отсечки устанавливается с учетом заданной ВАХ транзистора и результатов расчета (смотри раздел 3). Допускается также оценка величины угла отсечки по временной диаграмме напряжения на сопротивлении нагрузки.
Амплитуда входного сигнала при угле отсечки 1800 не должна превышать 1 В.
Изучение особенностей нелинейного резонансного усиления. Данный пункт рекомендуется выполнять при угле отсечки примерно 900, для чего необходимо установить величину напряжения смещения Есм = UО. Амплитуда входного сигнала равна 2 В. Наблюдать и зарисовать временные и спектральные диаграммы сигналов:
тока стока транзистора – напряжения на активном сопротивлении нагрузки (кнопка "R вкл." нажата);
напряжения на выходе нелинейного резонансного усилителя – на контуре (кнопка "LC вкл" нажата) при отключенном сопротивлении Rш.
Изучение особенностей умножения частоты на основе нелинейного резонансного усилителя. Наблюдать и зарисовать осциллограммы и спектральные диаграммы тока стока транзистора и напряжения на контуре для двух случаев умножения частоты:
умножения в два раза;
умножения в три раза.
Необходимая частота входного сигнала fвх должна быть выбрана с учетом определенного выше значения резонансной частоты fрез колебательного контура и требуемого коэффициента умножения частоты, т.е. fвх = fрез / n (n – 2 и 3 соответственно).
Амплитуда подводимого гармонического сигнала – Umвх = 4 В, напряжение смещения на затворе транзистора выбирается из условия обеспечения оптимального угла отсечки для соответствующего коэффициента умножения (см. результаты расчета раздела 3).
Примечания:
При выполнении пунктов 4 и 5 рекомендуется подстраивать частоту генератора (в небольших пределах), добиваясь максимального уровня напряжения сигнала на контуре.
Осциллограммы и спектральные диаграммы тока нелинейного элемента и напряжения на выходе изображать под соответствующими диаграммами на входе с соблюдением масштабных соотношений по осям координат.
При ознакомлении с преобразованием частоты необходимо получить и зарисовать спектральные диаграммы тока стока транзистора и напряжения на выходе для двух случаев преобразования частоты:
преобразование по частоте "вверх";
преобразование по частоте "вниз".
При преобразовании по частоте "вверх" частота fвх = 6 кГц, значение частоты второго генератора (гетеродина) fпр выбирается из условия, чтобы fвых = fвх + fпр совпала с резонансной частотой контура. При преобразовании по частоте "вниз" частота fвх принимается равной 22 кГц, а fпр выбирается из условия, чтобы fвых = fвх – fпр была также равна резонансной частоте контура. Амплитуды обоих сигналов выбираются равными 1 В, напряжение смещения на затворе транзистора Eсм = –2 В.