99680

Автоматизована система дослідження параметрів транзисторних автогенераторів

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Закріпити теоретичний матеріал, пов’язаний з термінами, визначеннями i кiлькiсними оцiнками нестабiльностi частоти АГ. Дослідити вплив напруги живлення на частоту коливань автогенератора з коливальною системою у вигляді LC - контуру i кварцового резонатора. Дослідити вплив температури зовнішнього середовища на стабiльнiсть частоти автогенератора...

Украинкский

2016-10-06

213.24 KB

0 чел.

Міністерство освіти і науки України

Хмельницький національний університет

Кафедра РЕА і ТК

Лабораторна робота № 2

Тема: «Автоматизована система дослідження параметрів транзисторних автогенераторів»

                                                                                                          Виконав

Перевірив:

Хмельницький 2014

Мета роботи:

1. Ознайомитись з особливостями автоматизованого визначення параметрів автогенераторів.

2. Закріпити теоретичний матеріал, пов’язаний з термінами, визначеннями i кiлькiсними оцiнками нестабiльностi частоти АГ.

3. Дослідити вплив напруги живлення на частоту коливань автогенератора з коливальною системою у вигляді LC - контуру i кварцового резонатора.

4. Дослідити вплив температури зовнішнього середовища на стабiльнiсть частоти автогенератора .

ОПИС ЛАБОРАТОРНОГО МАКЕТА

Лабораторний макет призначений для дослідження стабiльностi роботи автогенератора з коливальною системою у вигляді LC - контуру та кварцового резонатора. Макет  складений з плат, на яких зібрана електрична  схема , i корпуса , на передній панелі якого встановлені:

- ручки Fr - регулювання напруги варикапа, Ек - регулювання напруги колекторного живлення;

-  тумблери ‘‘ LC - Z ’’ - перемикання коливальної  системи автогенератора LC - контур, ZQ - кварц;

- ручка регулятора температури термостата ‘‘ T*C ’’;

- iндикаторнi лампочки: H1 - включення коливальної LC - системи автогенератора, Н2 - включення кварцової  коливальної системи  автогенератора ,

Н3 - включення термостата;

- вимірювальний прилад, контролюючий значення колекторної напруги живлення автогенератора.

На задній стороні корпусу розмiщенi:

- вилка включення в мережу ~ 220 В;

- високочастотні розняття ‘‘Вихiд’’ для підключення макета до частотомiру, осцилографа , спектроаналізатора.

Структурна схема лабораторного макета приведена на рис. 1.

Опис  електричної  принципової  схеми макета

Автогенератор (рис.2) є основною частиною лабораторного макета. Його активна частина виконана на транзисторі VT1 за схемою з загальним колектором, а коливальна система, яка підключена до активної частини, зібрана за схемою ємнiсної триточки. Коефiцiєнт зворотнього зв’язку, необхідний для самозбудження автогенератора, визначається із спiввiдношення емностей С5 ,С7. Відомо, що в триточечнiй схемі при достатньому додатковому зворотньому зв’язку самозбудження здійснюється на частоті, за якої сума трьох реактивних опорів загального контуру дорівнює нулю. Для ємнісної триточечноi схеми опір колектор - база повинен бути більше нуля , тобто мати індуктивний характер.

           

В дослiджуємому автогенераторі в залежності вiд положення перемикача S1 (‘‘LC - Z’’) можливі два режими роботи  автогенератора:

- в якості опору, включеного мiж колектором - базою, використовується коливальний контур, який на частоті автогенерацiї індуктивний характер (перемикач К1 в положенні ‘‘LC’’). Коливальний контур утворений індуктивністю L1, ємностями С1, С2 i ємністю варикапа VD1. За допомогою потенціометра R1 змінюють напругу, що подається на варикап. Це приводить до зміни його ємності, що викликає зміну частоти, для якої виконується умови балансу фаз. Ручка потенціометра R1 виведена на передню панель ‘‘Fr’’;

- в якості опору, включеного мiж колектором - базою, використовується кварцовий резонатор ( перемикач К1 в положеннi ‘‘Z’’), який має індуктивний характер опору в мiжрезонансному проміжку КР.

Для дослідження впливу на автогенератор температури як основного дестабiлiзуючого фактора він поміщений в термостат, температура якого встановлюється за допомогою регулятора ‘‘T*C’’ в інтервалі (35...65)0С і підтримується з точністю 10С. Контроль температури здійснюється за допомогою термометра, встановленого на лицевій панелі макета.

Резистори R2, R3 запобігають шунтуючій дії кола управління варикапом в базовому колi активного елемента. Резистори R4 - R6 слугують для вибору робочих точок транзисторiв  i забезпечують м’який режим самозбудження автогенератора.

Призначення емнiсних елементів схеми:

С2 - конденсатор зв’язку варикапа з контуром; С3 - контурна ємність; С3,С7 - роздiлні конденсатори; С1, С6 - конденсатори фільтра напруги зміщення та живлення по високій частоті (ВЧ).

Буферный каскад (рис. 3)  слугує для запобігання впливу зовнiшнiх кіл на режим роботи автогенератора (ослаблення вхідного iмпедансу частотомiра i ВЧ з’єднувального кабеля) i підсилення потужності коливань автогенератора. Буферний каскад є підсилювачем з гальванічним зв’язком, зібраний на транзисторах VT2 , VT3 . Резистори R7 - R13 слугують для вибору робочих точок транзисторів. Обидва транзистора охоплені глибоким від’ємним зворотнім зв’язком (ВЗЗ) по постійному струму. Конденсатори С10 , С11 - елементи ВЗЗ по змінному струму. Введення ВЗЗ по постійному i змінному струму дозволяє отримати великий  вхідний опір i малу вхідну ємність каскаду. Вихідний сигнал з резистора R12 через конденсатор С10 поступає на високочастотне розняття, розміщене на задній стiнцi корпуса макета.

                       

Термостат (рис. 4) призначений для нагрівання схеми автогенератора i підтримання температури з точністю + 10С в дiапазонi вiд 25 до 650С.

              

Регулююче коло терморегулятора складається з терморезистора R7 з діодом VD4, змінного резистора R8 з діодом VD5 i конденсатора С4. Коло включене через стабiлiзатор напруги, який побудований на стабiлiтронах VD2 i VD3, у вторинну обмотку понижуючого  трансформатора Т1. Значення i полярність напруги на конденсаторі C4 визначаються iз спiввiдношення опорів резисторів R7 i R8. При R6 > R7 напруга на верхній обкладці конденсатора С4 по відношенню до нижньої буде додатньою, i при деякому її значенню в колекторному колi VT1 потече струм достатній для відкривання малопотужного тринiстора VS2 i вiдповiдно потужного VS1. Емiтерний повторювач на транзисторах VT1, VT2 збільшує вхідний опір підсилювача i забезпечує великий коефiцiєнт передачі струму для управління тринiсторами.

Протікання струму через тринiстори i через нагрівач R1 при заданому опорі резистора R8 обумовлене опором терморезистора R7. Iз збільшенням температури опір терморезистора понижується, збiльшуеться струм  розряду конденсатора С4 через терморезистор R7 i діод VD4, i напруга на конденсаторі зменшується.

Для забезпечення плавної зміни кута вiдсiчки тринiсторiв, i вiдповiдно, плавного регулювання струму через нагрівач, управляюча напруга, що подається на тринiстори, має поряд з постійною складовою i змінну. По відношенню до фази напруги мережі вона зсунута по фазі на 900 ланцюгом R5 C1. Змінна напруга з конденсатора С1 через конденсатор С2 поступає на базу транзистора VT1 . При змiнi управляючої напруги, що подається на тринiстори , струм через них змінюється в широких межах.

Джерело живлення (рис. 4) призначене для подачі живлячих напруг на автогенератор i буферний каскад. Напруга живлення буферного каскаду стабiлiзована стабiлiтроном VD7. Напругу живлення автогенератора можна змінювати за допомогою потенціометра R16. Напруга з R16 через емiтерний повторювач, зібраний на транзисторi VT4, подається на схему автогенератора i контролюється вимірювальним приладом Р1.

Тип

АГ

Uк,В

fi,Гц

3

4

5

6

7

8

9

LC

f1

1901,657

1911,689

1901,458

1925,957

1931,199

1935,717

1939,558

f2

1901,513

1911,711

1901,447

1925,938

1931,317

1935,725

1939,564

f3

1901,338

1911,736

1901,423

1925,732

1931,320

1935,704

1939,713

f4

1901,593

1911,739

1901,454

1925,824

1931,244

1935,820

1939,544

f5

1901,677

1911,714

1901,439

1925,805

1931,162

1935,757

1939,591

1901,556

1911,717

1901,444

1925,851

1931,248

1935,744

1939,594

ɛ

2E-7

0.003

5E-7

5E-7

1E-6

2E-6

1E-16

2,63E-06

3,26931E-06

-2,4981E-06

-1,97315E-05

-4,78965E-06

5,16597E-06

4,25347E-06

Тип

АГ

Uк,В

fi,Гц

3

4

5

6

7

8

9

ZQ

f1

2241,1309

2239,7834

2241,1353

2241,1370

2241,1388

2241,1394

2241,1401

f2

2241,1308

2240,4718

2241,1353

2241,1367

2241,1382

2241,1392

2241,1403

f3

2241,1307

2239,9019

2241,1352

2241,1366

2241,1380

2241,1392

2241,14

f4

2241,1307

2240,0128

2241,135

2241,1365

2241,1379

2241,1391

2241,14

f5

2241,1306

2240,0540

2241,1351

2241,1365

2241,1347

2241,1391

2241,14

2241,13

2240,045

2241,135

2241,137

2241,138

2241,139

2241,14

ɛ

2E-6

5E-7

4E-7

8E-7

1E-6

2E-7

2E-7

-3,34653E-08

3,02003E-05

0

0

-4,57357E-07

0

0


Тип

АГ

Uк,В

fi,Гц

0

5

10

15

20

LC

f1

1672,374

1749,1

1851,285

1895,064

1922,758

f2

1672,28

1749,176

1851,231

1895,879

1922,639

f3

1672,267

1749,422

1851,217

1895,971

1922,815

f4

1672,211

1749,099

1851,254

1895,83

1922,66

f5

1672,162

1749,983

1851,254

1895,095

1922,758

1672,2588

1749,356

1851,248

1895,568

1922,726

ɛ

1E-16

1E-16

5E-7

5E-7

2E-16

-3,16937E-05

0,25018178

-4,18637E-06

4,08848E-06

0

Тип

АГ

Uк,В

fi,Гц

0

5

10

15

20

ZQ

f1

2240,8521

2240,8782

2241,0028

2141,0633

2241,1085

f2

2240,7977

2240,9064

2241,0027

2141,5141

2241,1085

f3

2240,7972

2240,9066

2241,0027

2141,0632

2241,1082

f4

2240,7965

2240,9067

2241,003

2141,063

2241,1086

f5

2240,7965

2240,9070

2241,003

2141,063

2241,1085

2240,808

2240,90098

2241,00284

2141,15332

2241,10846

ɛ

0

2E-16

0

2E-16

0

-6,20312E-06

0

0

-1,1676E-08

0

Тип АГ

20

25

30

40

50

55

LC

2006,5416

1926,2661

1951,6319

1940,9972

1909,9879

1901,3191

=105,22

=0,063

=0,018

Тип АГ

20

25

30

40

50

55

ZQ

2241,1277

2190,6029

2241,123

2241,9601

2146,9601

2241,1016

=0,026

=1,16E-5

=3,32E-7


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

79953. Судебная система Украины. Конституционный Суд Украины 130 KB
  Судебная система Украины Лекционное занятие к М. Конституционный Суд Украины Учебные вопросы. Конституционный Суд Украины как орган конституционной юрисдикции в Украине. Порядок формирования и структура Конституционного Суда Украины.
79954. Решения и выводы Конституционного Суда Украины 68.5 KB
  Решения и выводы Конституционного Суда Украины Конституционный Суд Украины за результатами рассмотрения на пленарных заседаниях дел относительно конституционности законов и других правовых актов а также относительно официального толкования Конституции и законов Украины принимает решения а по делам по другим вопросам – дает выводы. Временное отсутствие судьи на заседании пленарном заседании Конституционного Суда Украины на котором рассматривались материалы дела само дело не припятствует участия такого судьи с правом решающего голоса в...
79955. Органы прокуратуры Украины 159 KB
  Правоохранительные органы Украины Лекционное занятие к М. Органы прокуратуры Украины Учебные вопросы. Прокуратура Украины её место в системе органов государственной власти и задачи. Закон Украины О прокуратуре от 5 ноября 1991 года № 1789XII.
79956. Органы досудебного следствия Украины 93.5 KB
  Нередко факты совершения преступлений являются очевидными: причинение телесных повреждений, убийство, ограбления и др. Об этих фактах сообщают пострадавшие, их родственники, свидетели, работники медицинских учреждений и другие физические или юридические лица
79957. Органы МВД и СБУ Украины 116 KB
  Органы внутренних дел - это совокупность государственных специализированных учреждений, подчиненных Министерству внутренних дел Украины, которые выполняют правоохранительные и правоприменительные функции по поддержанию правопорядка в государстве.
79958. Органы юстиции Украины 69 KB
  Правоохранительные органы Украины Лекционное занятие к М. Органы юстиции Украины. Система и структура органов юстиции Украины 3. Полномочия Министерства юстиции Украины в обеспечении работы судов нотариата органов регистрации актов гражданского состояния и адвокатуры.