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

33543. Привычное дело 14.36 KB
  В новом варианте автор расширил объем повести углубил ее проблематику расширил временные рамки. Произведение было переработано стилистически например автор оформил частично заново отношение между речью повествователя и персонажей. Автор с большой любовью и уважением относится к своим героям. Автор не наделяет своего героя какимито особенными качествами и талантами.
33544. За повестью Ю. Бондарева «Горячий снег» 14.92 KB
  Всю военную прозу можно условно разделить на две группы: произведения написанные в годы войны и произведения послевоенного периода. Впервые в советской прозе так мощно и пристрастно зазвучал голос художника изнутри войны. Все 4 года войны они прожили не переводя дыхания и казалось концентрация деталей эпизодов конфликтов ощущений потерь образов солдат пейзажей запахов разговоров ненависти и любви была настолько густа и сильна после возвращения с фронта что просто невозможно было всё это организовать найти необходимый сюжет...
33545. Понятие местного самоуправления. Основные теории местного самоуправления 36.5 KB
  Понятие местного самоуправления. Основные теории местного самоуправления. Понятие местного самоуправления. Основные принципы местного самоуправления.
33546. Конституционно-правовые основы местного самоуправления 52 KB
  Конституционноправовые основы местного самоуправления Правовая база МСУ это система законодательных и иных нпа на основе которых оно функционирует. Поскольку установление общих принципов организации МСУ является согласно Конституции предметом совместного ведения РФ и её субъектов оно предполагает издание ФЗ и принятие в соответствии с ними законов и иных нпа субъектов РФ. Муниципальное право регулирует правовые отношения возникающие в процессе организации и деятельности местного самоуправления. Конституция РФ признает и гарантирует...
33547. Состав органов местного самоуправления: структура, функции 45 KB
  По специализации: Общего назначения Специального назначения По полномочиям Исполняющие собственные полномочия Исполняющие отдельные госе полномочия Исполняющие добровольные полномочия связаны например с кооперированием муниципальных образований с выполнением договоров в том числе с зарубежными партнерами членством в различных ассоциациях и союзах По способу принятия решений Принимающие решения коллегиально Принимающие решения единолично По типу исполняемых функций Представительный орган проектная функция Представление...
33548. Предметы ведения и полномочия местного самоуправления 39 KB
  Предметы ведения и полномочия местного самоуправления Впервые понятие полномочия органов местного самоуправления приводится в ст. 132 Конституции Российской Федерации 1993 года в соответствии с которой органы местного самоуправления обладают полномочиями по самостоятельному решению вопросов местного значения а также могут наделяться государственными полномочиями. 132 Конституции органы местного самоуправления самостоятельно управляют муниципальной собственностью формируют утверждают и исполняют местный бюджет устанавливают местные налоги...
33549. Финансово-экономическое обеспечение МСУ 44 KB
  Финансовоэкономическое обеспечение МСУ Состав и использование муниципального имущества. Экономическую основу МСУ составляют находящееся в муниципальной собственности имущество средства местных бюджетов а также имущественные права муниципальных образований. Европейская Хартия о местном самоуправлении закрепляет общие принципы организации финансовоэкономической самостоятельности органов МСУ: органы мсу имеют право в рамках национальной экономической политики на обладание достаточными собственными финансовыми средствами которыми они...
33550. Формы осуществления МСУ 45.5 KB
  Формы осуществления МСУ Формы непосредственной демократии: местный референдум муниципальные выборы сходы граждан. Формы представительной демократии: выборные органы выборные должностные лица МСУ. Формы участия населения в осуществлении МСУ. Тем самым предусмотрены 2 основные группы форм осуществления населением МСУ.
33551. Территориальные основы местного самоуправления 31.5 KB
  Территориальные основы местного самоуправления Понятие муниципального образования. Модели организации местного самоуправления: территориальная поселенческая двухуровневая. Муниципальное образование городское сельское поселение несколько поселений объединенных общей территорией часть поселений иная населенная территория в пределах которой осуществляется местное самоуправление имеются муниципальная собственность местный бюджет и выборные органы местного самоуправления. Выборные органы местного самоуправления.