4 Вопросы для самостоятельной подготовки

1. Нарисуйте схему автогенератора с трансформаторной обратной связью и фиксированным смещением.

2. В чём заключается условие баланса фаз и баланса амплитуд? Как обеспечить эти условия для данной схемы?

3. Нарисуйте колебательные характеристики для мягкого и жёсткого режимов самовозбуждения.

4. Нарисуйте вольтамперную характеристику полевого транзистора и укажите рабочие точки для получения "мягкого" и "жёсткого" режимов.

5. Каким образом колебательная характеристика может быть снята экспериментально?

6. Перечислите особенности "мягкого" и "жёсткого” режимов самовозбуждения автогенератора.

7. Дайте определение средней крутизны. Нарисуйте графики средней крутизны для "мягкого" и "жёсткого" режимов.

8. Что такое характеристика обратной связи?

9. Что такое статическая и динамическая устойчивость?

10. Сущность анализа работы автогенератора по колебательной характеристике и характеристике средней крутизны.

11. Как зависит время установления колебаний в автогенераторе от добротности контура, величины взаимной индуктивности и начальной амплитуды колебаний?

12. Каким образом можно судить о захватывании частоты автогенератора?

13. Нарисуйте обобщённую трёхточечную схему автогенератора и объясните, как в этой схеме выполняется условие баланса фаз и баланса амплитуд.

14. Нарисуйте схему автогенератора с последователным питанием.

15. Нарисуйте схему автогенератора с параллельным питанием.

5 Описание лабораторной установки

Исследуемая схема представляет собой LC-автогенератор с трансформаторной обратной связью (рисунок 6). В качестве нелинейного усилительного элемента в генераторе используется полевой транзистор типа КП103Л. В схеме используется два режима смещения на затвор транзистора: фиксированное и автоматическое. Фиксированное смещение на затвор регулируется потенциометром и измеряется вольтметром. Величина обратной связи изменяется потенциометром "М". Знак обратной связи (положительная или отрицательная) изменяется кнопочным переключателем. Частота генерации – около 40 кГц.

Рисунок 6 – Блок 2

6 Лабораторное задание

1. Ознакомиться с лабораторной установкой и используемыми в работе измерительными приборами.

2. Снять и построить вольт–амперную характеристику полевого транзистора. Выбрать рабочие точки для получения "мягкого" и "жёсткого" режимов самовозбуждения автогенератора.

3. Снять и построить колебательные характеристики для "мягкого" и "жёсткого" режимов самовозбуждения автогенератора.

4. Снять и построить для "мягкого" и "жёсткого" режимов самовозбуждения зависимость амплитуды напряжения на контуре от величины обратной связи U_mk = f (M) при увеличении и уменьшении М.

5. Исследовать явление захватывания частоты автогенератора при внешнем гармоническом воздействии и влияние амплитуды внешнего воздействия на ширину полосы захватывания в мягком режиме самовозбуждения при постоянной величине коэффициента обратной связи.

6. Ознакомиться с переходными процессами.

7 Порядок выполнения работы

Работа выполняется в соответствии с лабораторным заданием и материалами предварительной подготовки.

8 Содержание отчёта

Отчёт должен содержать результаты предварительной подготовки к работе, обобщённую схему установки, схемы отдельных измерений для каждого пункта, результаты измерений в виде таблиц и графиков с соответствующими заголовками и пояснениями, краткие выводы и оценку результатов.

РАБОТА № 5 Параметрическое возбуждение и усиление колебаний

1 Цель работы

Экспериментальное исследование колебательного контура с нелинейной емкостью и физических процессов в параметрическом колебательном контуре в режиме возбуждения и усиления колебаний.

2 Литература

[1] – стр. 262...266, 314...328.

[2] – стр. 249...253, 267...283.

[3] – стр. 307...318.

[4] – стр. 225...231, 241...242.

5 Конспект лекций.

3 Предварительная подготовка к работе

1. Ознакомиться с лабораторным заданием и изучить по указанной выше литературе следующие вопросы:

• резонансные кривые колебательного контура с нелинейной индуктивностью и емкостью;

• принцип параметрического возбуждения колебаний;

• энергетические соотношения в параметрических реактивных элементах цепи;

• спектр тока в цепи с параметрической емкостью;

• оптимальные условия параметрического возбуждения колебаний;

• принципы параметрического усиления;

• одноконтурный параметрический усилитель, синхронный и асинхронный режимы параметрического усиления;

• двухконтурный параметрический усилитель, режимы усиления;

• баланс мощностей в многоконтурных параметрических системах, уравнения Мэнли-Роу;

• достоинства параметрических усилителей, области их применения.

2. Ответить (устно) на вопросы раздела 4 данной работы.

3. Рассчитать критическое значение коэффициента вариации емкости для параметрического колебательного контура со следующими параметрами:

f₀ = 6 кГц, L = 1.8 мГн, R = 1 Ом.

4. Изобразить спектры колебаний в одноконтурном параметрическом усилителе для синхронного и асинхронного режимов работы.

5. Продумать порядок выполнения работы в лаборатории, подготовить необходимые таблицы и графики для каждого пункта лабораторной работы.