3. Описание лабораторной установки

В состав лабораторной установки для исследования транзисторного генератора с внешним возбуждение (ГВВ) входят универсальный стенд с автономным источником питания, работающим от сети 220 В, звуковой генератор типа Г3-109, миливольтметр типа В3-38 и двухлучевой осциллограф типа C1-69.

Упрощенная схема универсального стенда показана на рис.20. Генератор выполнен на кремниевом сплавном транзисторе П302 с проводимостью р-n-р типа, включенном по схеме с общим эмиттером. Транзистор П302 значительно отличается по параметрам от мощных генераторных ВЧ биполярных транзисторов. Он выбран только с той целью, чтобы в диапазоне относительно низких частот (от 1 до 100 кГц), перекрываемом типовым звуковым генератором, можно было наблюдать эффекты, свойственные работе транзистора в диапазоне низких, средних и высоких частот.

В коллекторной цепи транзистора предусмотрена смена согласующе -фильтрующих цепей, изменение характера и величины сопротивления нагрузки с помощью переключателей соответственно S3, S4 и S5.

34

35

В данной лабораторной работе исследуется работа ГВВ при коротком замыкании по высокой частоте в коллекторной цепи, а также при непосредственном включении нагрузки в коллекторную цепь и при включении нагрузки в параллель с резонансным колебательным контуром, что соответствует положениям 1,4 и 2 переключателя S3 на рис.20. Схемы соединений, осуществляемых переключателем S3 в этих положениях, показаны на рис.21. В двух последних случаях рассматривается работа генератора на чисто активное сопротивление нагрузки (переключатель S4 в положении 1).

Схема питания коллекторной цепи параллельная. Напряжение питания Е_к регулируется в пределах от 0 до 30 В. В генераторе предусмотрена возможность подачи в коллекторную цепь (с помощью переключателя S2) напряжения от дополнительного звукового генератора (3Г №2) для осуществления коллекторной модуляции.

В о входной цепи в качестве источников возбуждения используются звуковые генераторы. Предусмотрена возможность изменения схемы цепи возбуждения с помощью переключателя S1. В положении 1 возбуждение подается через сопротивление R_г=2 кОм, что обеспечивает возбуждение транзистора гармоническим током базы на частотах от 1 до 100 кГц. В положении 2 напряжение возбуждения подается через R_г меньшей величины (0,27 кОм), что позволяет обеспечить на частоте 50 кГц большую величину коллекторного тока при сохранении возбуждения гармоническим током базы. В этом положении возбуждение может подаваться одновременно и с генератора ЗГ №2 через такое же сопротивление R_г = 0,27кОм, что позволяет исследовать работу ГВВ в режиме усиления двухтонового сигнала. В положении 3 подключается только генератор ЗГ №1 через сопротивление R_г еще меньшей величины (0,15кОм), что дает возможность подавать на транзистор возбуждение еще большей амплитуды. Такая амплитуда необходима, в частности, при исследовании ключевого режима работы генератора.

36

Между базовым и эмиттерным выводами транзистора включено шунтирующее сопротивление R_д = 1кОм, величина которого выбрана из условия равенства постоянных времени эмиттерного перехода в открытом и закрытом состояниях. На этом сопротивлении за счет протекания постоянной составляющей базового тока I_б0 образуется автоматическое запирающее смещение на базу, которое совместно с внешним отпирающим, регулируемым в пределах от 0 до -1 В, определяет положение рабочей точки транзистора. Как показано в 4, такое комбинированное смещение на базу обеспечивает угол отсечки коллекторного тока постоянный и близкий к 90° при изменении возбуждающего тока в широких пределах.

На передней панели универсального стенда установлены приборы, измеряющие постоянные токи (I_б0, I_к0) и напряжения (Е_б, Е_к ) транзистора. Формы импульсов напряжений и токов на базе и коллекторе транзистора и на нагрузке генератора можно контролировать с помощью осциллографа. Для этого на передней панели стенда имеются соответствующие клеммы напряжений а _„u_б^”, _„u_к^”, _„u_н^”, а для измерения токов _„i_б^” и _„i_к^” включены измерительные сопротивления R_изм2 =R_изм3 = 3,6 Ом с соответствующими клеммами. Поскольку сопротивление R_изм1 в сумме с R_изм2 составляет величину 10 Ом, по результатам измерения милливольтметром напряжения на (R_изм1 +R_изм2) удобно контролировать величину амплитуды тока возбуждения. При этом необходимо помнить, что милливольтметр измеряет действующее (эффективное) значение напряжения. Подключая милливольтметр к клеммам _„u_к^”, „u_н^” можно измерять напряжение на коллекторе транзистора и на сопротивлении нагрузки. На переднюю панель выведены также клеммы _„U_Г1^” , _„U_Г2^” и _„U_Ω^”, к которым подключаются генераторы ЗГ №1 и ЗГ №2. Их напряжения можно контролировать внешним вольтметром.

приборов (инструкции по работе с измерительными приборами имеются в лаборатории).