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

101 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

25797. Рецепторы классификация, свойства. Преобразование сигналов в рецепторах. Принципы работы первичновоспринимающих и вторичновоспринимающих рецепторов 17.4 KB
  Пример мономодальных органы слуха зрительные рецепторы. В зависимости от источника информации все рецепторы делятся на 3 больших группы: 1. Экстерорецепторы воспринимают сигналы из внешней среды. Интерорецепторы воспринимают информацию из внутренней среды организма.
25798. Основные принципы строения сенсорных систем 14.38 KB
  Основными общими принципами построения сенсорных систем высших позвоночных животных и человека являются следующие: 1 многослойность то есть наличие нескольких слоев нервных клеток первый из которых связан с рецепторами а последний – с нейронами моторных областей коры большого мозга. Создаются также условия для избирательного регулирования свойств нейронных слоев путем восходящих влияний из других отделов мозга; 2 многоканальность сенсорной системы то есть наличие в каждом слое множества от десятков тысяч до миллионов нервных клеток...
25799. Взаимодействие сенсорных систем. Компенсаторные возможности сенсорных систем 15.06 KB
  Взаимодействие сенсорных систем. Взаимодействие сенсорных систем межсенсорное взаимодействие осуществляемое на ретикулярном таламическом и корковом уровне. Межсенсорное кроссмодальное взаимодействие на корковом уровне создает условия для формирования целостного представления об объектах внешнего мира.
25800. Характеристика трех основных отделов сенсорных систем (рецепторного, проводникового, коркового) 16.16 KB
  Начинается проведение нервного импульса с образованием ПД. ГП который является причиной возникновения нервного импульса не может распространятся по нервному волокну. Распространение нервного импульса возможно т. ПД в каждой новой точке нервного волокна является раздражителем.
25801. Наружное ухо: ушная раковина, наружный слуховой проход. Строение, значение, возрастные особенности 15.56 KB
  Наружный слуховой проход начинается углублением в центре ушной раковины и направлен вглубь височной кости заканчивается барабанной перепонкой. У взрослых наружный слуховой проход имеет длину 253 см. У новорождённого слуховой проход имеет вид щели и заполнен эпителиальными клетками.
25802. Барабанная перепонка. Строение, значение, возрастные особенности 13.52 KB
  Барабанная перепонка. Строение значение возрастные особенности Барабанная перепонка отделяет наружное ухо от среднего. Барабанная перепонка имеет 3 слоя: 1. Барабанная перепонка имеет 3 слоя только в наружной части.
25803. Среднее ухо: барабанная полость, слуховые косточки, слуховые мышцы, слуховая труба, сосцевидный отросток. Строение, значение 16.1 KB
  Среднее ухо состоит из: барабанной полости в ней находятся слуховые косточки слуховые мышцы и евстахиевы трубы; ячейки воздухоносного сосцевидного отростка; Барабанная полость имеет вид шестигранника: а верхняя стенка барабанной полости крыша. Задней стеной барабанной полости является костная пластинка которая отделяет средне ухо от внутреннего. Рукоятка молоточка соединяется с центром барабанной перепонки. Подножная пластинка стремени вставляется в овальное окно которое расположено на костной стенке внутреннего ухаСлуховые косточки...
25804. Характеристика проводникового и коркового отделов слухового анализатора. Их значение 14.92 KB
  Проводниковый отдел слуховой сенсорной системы состоит из 4 нейронов: 1ый нейрон расположен в спиральном узле улитки. Аксоны центральные отростки образуют слуховой нерв. Слуховой путь как и зрительный является частичноперекрещенным. При поражении слуховой коры с одной стороны снижение слуха наблюдается с двух сторон причём с большим поражением противоположного уха.
25805. Заболевания глотки. Аномалии развития 16.05 KB
  Аномалии развития. Аномалии развития глотки встречаются в виде расщепления укорочения или отсутствия мягкого неба и язычка; эти дефекты нередко сочетаются с врожденными расщелинами твердого неба. Аномалии глотки могут возникать по различным причинам: в результате наследственных факторов эндогенного влияния на эмбрион заболеваний родителей алкоголизм сифилис туберкулез малярия краснуха отравления эмриотоксическими элементами олово свинец мышьяк ртуть и др. Классификация аномалий глотки Атрезия и стенозы носоглотки Недоразвитие...