Лабораторная работа №1 «исследование транзисторного генератора с простой и сложной схемами выхода»

  Цель работы

1. Освоение методики расчета и настройки по приборам генератора с простой и сложной схемами выхода.

2. Исследование нагрузочных характеристик генератора с внешним возбуждением.

3. Исследование влияния расстройки коллекторного контура на режим работы генератора.

4. Исследование зависимости режима работы генератора со сложной схемой выхода от величины связи между контурами.

В работе используются следующие модули и оборудование:

          1. Модуль «Усилитель радиочастоты».

          2. Цифровой осциллограф АКИП 4115/1А

          3.Модуль «Однофазный источник питания». 

          4. Генератор сигналов АКИП-3409/1

Краткие теоретические сведения

Генераторы с внешним возбуждением находят широкое применение в радиопередающих устройствах в качестве выходных, промежуточных и буферных каскадов, а также в качестве умножителей частоты.

При регулировке и настройке генератора можно исходить из наилучшего использования лампы (транзистора) по току и напряжению или из заданной мощности и максимально возможного КПД генератора.

Рекомендуется первоначально проводить настройку на лучшее использование лампы (транзистора), а затем уже снижать полученную мощность до требуемой величины и за счет этого повышать КПД генератора.

При настройке генератора на наивыгоднейшее использование АЭ необходимо обеспечить: настройку контура в резонанс, угол отсечки, близкий к 90°; критический режим генератора; полное использование АЭ по току.

При включении генератора его колебательный контур обычно расстроен и, следовательно, на аноде лампы (коллекторе транзистора) будут большие потери, которые могут превзойти допустимые потери.

В радиопередающих устройствах одноконтурная схема выходной цепи УМ (простая схема выхода) находит ограниченное применение (в основном, в простых маломощных устройствах) ввиду низких фильтрующих свойств и сложности настройки: для изменения рабочей частоты или сопротивления нагрузки для генератора Rэк необходимо одновременно перестраивать и элемент связи Хсв, и элемент настройки ХH.

Сложная схема выхода обычно представляется в виде системы двух связанных контуров - антенного с элементом настройки ХH и промежуточного (коллекторного). В качестве элемента связи между контурами могут выступать конденсатор, катушка индуктивности или взаимная индуктивность между катушками двух контуров.

 Пояснения к схеме макета

Работа включает в себя лабораторный модуль, высокочастотный генератор и осциллограф.

В работе используется модуль «УСИЛИТЕЛЬ РАДИОЧАСТОТЫ». Генератор ВВ собран на транзисторе Т1 типа КТ603 с последовательным питанием.Нагрузкой при простой схеме выхода служит параллельный контур L, С, С4, C5 (контур 1) и L, С, L1, C4, C5, С6 (контур 2). Связь контуров внутриемкостная. Изменение связи между контурами производится изменением емкости C4. Настройка контура 1 осуществляется конденсатором C. Настройка контура 2 – индуктивностью L1. В каждый контур последовательно включены резисторы R7 и R8 с сопротивлением 100 Ом, которые и определяют потери контуров.

 Значения элементов схемы:

L=100мкГн,

С =0,022мкФ или 0,024мкФ (выбор S5)

С4=1000-1500-2000 Пф, – переключаются дискретно ручкой С4

C5=0,01 мкФ,

L1= (0,2 - 0,35 - 0,5 - 0,65 - 0,8)мГн. – переключаются дискретно ручкой L1

С6 = 0,01 мкФ

Напряжения с резисторов R7 и R8  регистрируются осциллографом.

Смещение на базу транзистора подается от делителя R2, R3. Напряжение возбуждения подается на базу VT1 через С1 от внешнего высокочастотного генератора АКИП3409/1. Переход от простой схемы выхода к сложной осуществляется с помощью переключателя       S7. Верхнее положение переключателя соответствует простой схеме выхода, нижнее — сложной

 

                        

Рисунок 1- Принципиальная схема генератора с простой и сложной схемами выхода

Порядок выполнения работы

1. Изучить теоретический материал по теме, продумать и уяснить порядок выполнения задания, изобразить ожидаемые графики.

2. Изучить конструкцию установки, расположение приборов, органов включения и регулировки.

3. Собрать схему на рисунке 1 (простую схему выхода). Сборка схемы заключается в соединении генератора и осциллографа со стендом. Перевести переключатель – S4 в нижнее положение; S3, S5, S6 - в правое; S2 – в левое; S1,S7 – в верхнее.

4. Представить схему для проверки преподавателю.

5. Включить тумблеры «Сеть» используемых модулей.

6. На генераторе сигналов установить питание модуля и напряжение возбуждения и в дальнейшем поддерживать их постоянными.  

          Umб = 0.8 В, ƒ = 90... 100 кГц, где Umб – напряжение возбуждения

7.Напряжение смещения Еб транзистора следует установить таким, чтобы на осциллограмме напряжения коллектора транзистора (кт4) наблюдался небольшой провал в вершине косинусоидального импульса. При этом угол отсечки должен быть около 120°. В дальнейшем Еб поддерживается постоянным. Этого можно добиться отключив колебательный контур (S3 – в левое положение), и переведя (S2 – в правое положение). Объяснить принятие таких решений (для чего мы перевели переключатели именно в такие положения). Объяснить почему сигнал получается перевернутым на выходе.

8. Возвращаем переключатели (S2, S3) в исходное состояние. Частоту напряжения возбуждения следует выставить точнее, установить такое значение частоты, чтобы наблюдался максимум показаний осциллографа в кт4, Uвых1. Изменяя значение С4 определять изменение частоты резонанса контура, произвести измерения при С и С’, значения занести в таблицу 1. Форму и амплитуду выходного напряжения наблюдаем с помощью осциллографа. Снять зависимость выходного напряжения в относительных единицах от коэффициента включения контура Uвых1 = f(p). Построить график этой зависимости. Объяснить причины влияния значения С4 на резонанс контура LC.

 

Таблица 1

С4	1000пФ	1500пФ	2000пФ	1000пФ	1500пФ	2000пФ
	С			С’
f
Uвых1

 

9. Объяснить причины спада выходного напряжения справа и слева от максимального (при изменении частоты). Можно воспользоваться осциллограммами напряжения коллектора для разных значений р.

10. Поставить S7 в нижнее положение - сложная схема. Поставить С4 в положение 3, что соответствует максимальной связи между контурами. Подстроить индуктивность так, чтобы получить максимальное выходное напряжение сигнала на Uвых2

11. Изменяя связь между контурами с помощью С4, записать показания Uвых1 и Uвых2 (таблица 2). Построить графики зависимости Uвых1 и Uвых2 от значения Ссв. 

 

Таблица 2

С4	1000пФ	1500пФ	2000пФ
Uвых1
Uвых2

 

12. Зарисовать форму выходного напряжения (Uвых1 и Uвых2) по осциллограмме (при включенном и выключенном колебательном контуре). Сравнить осциллограммы для простой и сложной схем. Сделать выводы относительно фильтрации высших гармоник и выходной мощности.