11588

Исследование транзисторного генератора с внешним возбуждением

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Исследование транзисторного генератора с внешним возбуждением Цель работы: Ознакомление с принципом работы и расчетом электронного режима транзисторного генератора с внешним возбуждением; изучение формы импульсов коллекторного тока при различных значениях нап...

Русский

2013-04-10

396.42 KB

106 чел.

«Исследование транзисторного генератора с внешним возбуждением»

Цель работы: Ознакомление с принципом работы и расчетом электронного режима транзисторного генератора с внешним возбуждением; изучение формы импульсов коллекторного тока при различных значениях напряжения возбуждения; исследование влияния напряжения возбуждения и напряжения питания на режим генератора.

Описание лабораторной установки

Рисунок 1. Структурная схема установки

 Структурная схема лабораторной установки приведена на рис.1. В ее состав входят: исследуемый макет генератора, задающий генератор, блок питания и блок контроля с измерительными приборами, позволяющими контролировать в генераторе напряжение коллекторного питания , постоянную составляющую коллекторного тока  и измерять эффективное значение напряжения возбуждения . Все три, перечисленные выше, блока объединены в одном корпусе (на схеме выделенном пунктиром). Установка также содержит осциллограф для наблюдения формы импульсов коллекторного тока транзистора и милливольтметр для измерения эффективного значения первой гармоники напряжения  на коллекторе транзистора.

Рисунок 2. Принципиальная схема транзисторного генератора

Принципиальная схема исследуемого транзисторного генератора с внешним возбуждением (усилителя ВЧ мощности) приведена на рис.2. Генератор собран на биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером и имеет входную Т-образную согласующе-трансформирующую цепь (СТЦ) из индуктивности L1 и емкостей C1, C2, предназначенную для согласования входного сопротивления транзистора по первой гармонике и сопротивления на входе генератора (выходного сопротивления задающего генератора).

Исследуемый генератор работает на два типа нагрузки. В положении 1 переключателя «А» к выходу генератора подключается резистор R2 без фильтрующих цепей. Напряжение на нем практически повторяет форму коллекторного тока. В положении 2 к выходу генератора подключается П-образная коллекторная цепь высокой частоты из элементов C6, L4, C7, C8, нагруженная на сопротивление R3.

Питание транзистора построено по параллельной схеме и содержит блокировочные элементы: дроссель L3 и конденсатор С4, защищающие источник питания  от переменного тока. Разделительные конденсаторы по постоянному току в выходной цепи: С5 при резистивной нагрузке и С7 при подключении фильтрующей коллекторной цепи. Напряжение смещения на базе транзистора также построено по параллельной схеме и является запирающим, так как создается цепочкой автосмещения из R1, C3 за счет протекания постоянной составляющей базового тока через резистор R1. Конденсатор С3 шунтирует резистор R1 по переменному току, так как  (ω=2πf, f – частота колебаний генератора). На входе генератора функцию разделительного по постоянному току выполняет конденсатор С1. Напряжение на входе транзистора  контролируется вольтметром, подключаемым к точке «» и корпусу генератора. Напряжение  контролируется милливольтметром, подключаемым к точке «» и корпусу генератора. Форма импульсов тока контролируется осциллографом.

Подготовка к работе:

Рассчитаем параметры граничного режима работы транзисторного генератора.

Исходные величины:

  1.    –  выходная мощность транзистора;
  2.    –  рабочая частота;
  3.    –  угол отсечки;
  4.    –  параметры транзистора;
  5.    –  параметр входной цепи транзистора.

Табличные значения:

  1.   – угол окончания импульса коллекторного тока;
  2.   – модуль коэффициента разложения импульса коллекторного тока для постоянной составляющей;
  3.   – модуль коэффициента разложения импульса коллекторного тока для первой гармоники;
  4.   – угол запаздывания первой гармоники коллекторного тока относительно напряжения возбуждения транзистора;
  5.   – угол отсечки эквивалентного косинусоидального импульса коллекторного тока;
  6.   .

Далее рассчитаем:

  1.  ;
  2.  ;
  3.  ;
  4.  ;
  5.  ;
  1.  ;
  2.  ;
  3.  ;
  4.  ;
  5.  .

Выполнение лабораторной работы

  1.   Ознакомимся с лабораторной установкой, с расположением измерительных приборов, деталей и регулировок установки.

Включаем лабораторную установку. Включаем осциллограф.

  1.   Исследуем форму импульсов коллекторного тока:

а) Поставим переключатель «А» на макете в положение 1.

б) Установим напряжение питания коллектора  и напряжение возбуждения .

в) Зарисуем с экрана осциллографа форму импульсов напряжения на сопротивлении R2, повторяющих форму импульсов коллекторного тока:

Рисунок 3.

г) По формуле определим эквивалентный угол отсечки  импульсов коллекторного тока:

 для радиан и  для градусов.

где  – круговая цикличная частота;

      T – полупериод сигнала.

.

д) Изменяя напряжение возбуждения  в пределах от 0,9 В до 1,5 В снимем зависимость угла отсечки  от напряжения возбуждения  –  ). Полученные данные занесем в табл. 1.

Таблица 1

1

0,9

57,6

2

1

64,8

3

1,1

72

4

1,2

86,4

5

1,3

93,6

6

1,4

100,8

7

1,5

100,8

е) По полученным данным построим график зависимости угла отсечки  от напряжения возбуждения  –  ).

График 1. Зависимость угла отсечки от напряжения возбуждения

ж) Выключим осциллограф.

  1.   Исследуем зависимость режима работы генератора от напряжения возбуждения:

а) Поставим переключатель «А» на макете в положение 2.

б) Изменяя напряжение возбуждения  в пределах от 0,8 В до 1,5 В  снимем зависимость постоянной составляющей коллекторного тока  и высокочастотного напряжения на коллекторе  от напряжения возбуждения .

в) По полученным результатам рассчитаем значения:

  1.  Потребляемой мощности ;
  2.  Выходной мощности первой гармоники , приняв сопротивление ;
  3.  Электронное КПД

г) Полученные данные измерения и расчетов занесем в таблицу 2.

Таблица 2

1

0,8

0,04

0

0

0

0

2

0,9

0,39

10

0,07

0,003

0,04

3

1

1,5

50

0,35

0,042

0,119

4

1,1

3,6

100

0,7

0,24

0,343

5

1,2

4,6

180

1,26

0,392

0,311

6

1,3

4,9

210

1,47

0,445

0,302

7

1,4

4,9

250

1,75

0,445

0,254

8

1,5

5

300

2,1

0,463

0,22

д) По полученным данным построим графики зависимостей:

  1.  Напряжение на коллекторе от напряжения возбуждения  -

График 2. Зависимость напряжения на коллекторе от напряжения возбуждения.

  1.  Постоянная составляющая коллекторного тока  от напряжения возбуждения  -

График 3. Зависимость постоянной составляющей коллекторного тока от напряжения возбуждения

  1.  Потребляемая мощность  и мощность первой гармоники  от напряжения возбуждения  -  и  

График 4. Зависимость входной мощности и мощности первой гармоники от напряжения возбуждения

  1.  Электронное КПД  от напряжения возбуждения   -

График 5. Зависимость КПД от напряжения возбуждения

е) По графикам 2 - 5 определим области недонапряженного и перенапряженного режимов работы генератора.

Недонапряженный режим: от              до                 .

Перенапряженный режим: от              до                 .

  1.  Исследуем зависимость режима работы генератора от напряжения коллекторного питания:

а) Установим напряжение возбуждения . Изменяя напряжение питания  от 3 В до 12 В, снимем зависимость  и .

б) По измеренным значениям рассчитаем значения , , .

в) Данные измерений и расчетов занесем в таблицу 3.

Таблица 3

1

3

2,5

100

0,3

0,12

0,39

2

4

3,2

140

0,56

0,19

0,34

3

5

4,2

175

0,88

0,33

0,37

4

6

4,9

200

1,2

0,44

0,37

5

7

5,6

230

1,61

0,58

0,36

6

8

6,5

250

2

0,78

0,39

7

9

7,2

270

2,43

0,96

0,4

Продолжение таблицы 3

8

10

8,2

290

2,9

1,25

0,43

9

11

9

305

3,36

1,5

0,45

10

12

9,8

320

3,84

1,78

0,46

г) По полученным данным построим графики зависимостей:

  1.  Напряжение на коллекторе от напряжения питания коллектора  -

График 6. Зависимость напряжения на коллекторе от напряжения питания коллектора.

  1.  Постоянная составляющая коллекторного тока  от напряжения питания коллектора  -

График 7. Зависимость постоянной составляющей коллекторного тока от напряжения питания коллектора

  1.  Потребляемая мощность  и мощность первой гармоники  от напряжения питания коллектора  -  и  

График 8. Зависимость входной мощности и мощности первой гармоники от напряжения питания коллектора

  1.  Электронное КПД  от напряжения возбуждения   -

 

График 9. Зависимость КПД от напряжения питания коллектора

д) По графикам 6 - 9 определим области недонапряженного и перенапряженного режимов работы генератора.

Недонапряженный режим: от              до                 .

Перенапряженный режим: от              до                 .

ВЫВОДЫ:

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

51201. Исследование биполярного транзистора 497.57 KB
  Цель работы: изучение свойств биполярного транзистора в режиме постоянного тока и при переменном сигнале в зависимости от схемы его включения. Характеристики биполярного транзистора П306А: Тип прибора Проводимость Предельные значения параметров при Т=25С Значения параметров при Т=25С П306А pnp 80 04 10 005 535 01 60120 Схемы установок для исследования транзисторов: Рис.1 Схема с общей базой для исследования выходных статических характеристик биполярного транзистора...
51202. Разработка интерпретатора текстовой (теговой) разметки документа 148.66 KB
  Идея языков разметки состоит в том, что визуальное отображение документа должно автоматически получаться из логической разметки и не зависеть от его непосредственного содержания. Это упрощает автоматическую обработку документа и его отображение в различных условиях (например, один и тот же файл может по-разному отображаться на экране компьютера, мобильного телефона и на печати...
51203. Аналитическое моделирование дискретно-стохастической СМО 241.97 KB
  Цель: Построить граф состояний СМО . Смысл кодировки состояний раскрыть (время до выдачи заявки, число заявок в накопителе и т.д.). На схеме условно обозначены
51204. Построение аналитической и имитационной модели одноканальной СМО с неограниченной очередью и ее исследование 56.42 KB
  Цель: Имеется n-канальная СМО с неограниченной очередью. Входной поток и поток обслуживаний - простейшие с интенсивностями и соответственно. Время пребывания в очереди ограничено случайным сроком , распределенным по показательному закону с математическим ожиданием...
51206. Построение синтаксического дерева 53.35 KB
  Включить в синтаксический анализатор из лабораторной работы №.3 построение синтаксического дерева. Использовать атрибутный метод Кнута, т.е. преобразовать КС–грамматику из лабораторной работы № 3 в атрибутную грамматику добавлением атрибутов и правил построения синтаксического дерева. Расширить программу синтаксического анализатора из лабораторной работы...
51207. Разработка контекстного анализатора 48.83 KB
  Для предложенного преподавателем варианта контекстного условия расширить атрибутную грамматику из лабораторной работы № 4 добавлением атрибутов, правил их вычисления, правил вычисления контекстных условий. Включить в программу синтаксического анализатора из лабораторной работы № 4 действия по вычислению атрибутов и проверки контекстных условий.