Общая электротехника и электроника: Лабораторный практикум, страница 40

9.5. СОСТАВЛЕНИЕ ОТЧЕТА ПО РАБОТЕ.

 Отчет должен содержать:

1.Титульный лист с названием университета, факультета, кафедры, курса, специальности, дисциплины,  лабораторной работы и фамилии, имени и отчества студента.

2.Цель работы.

3.Структурную схему модели лабораторного стенда, вычерченную с помощью линейки.

4.Таблицы 9.1. и 9.2.,9.3., содержащие результаты измерений и расчетов.

5.Построенные по данным измерений характеристики стабилизации выходного напряжения Uн= F(Uвх).

6 Выводы.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №10

ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК АВТОГЕНЕРАТОРА КОЛЕБАНИЙ НАПРЯЖЕНИЯ С МОСТОМ ВИНА В ЦЕПИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ

файл – Lab 10. ewb. (Wien.osc.4CA)

ЦЕЛЬ РАБОТЫ.  Исследование характеристик автогенератора низкочастотных колебаний напряжения, построенного на основе операционного усилителя с мостом Вина в цепи положительной обратной связи. Исследование генератора автоколебаний напряжения с мостом Вина в цепи обратной связи проводится с помощью программы Workbench.

                КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

В пищевых отраслях промышленности, в том числе в системах автоматизации технологических процессов, в настоящее время наряду с цифровыми синтезаторами сеток опорных частот, еще достаточно широко используются автогенераторы, построенные с использованием дискретных элементов: кварцевых резонаторов, резисторов, конденсаторов, дискретных полупроводниковых приборов.

   В общем случае автогенератор гармонических колебаний состоит из  колебательного контура, определяющего диапазон частот автоколебаний и усилительного элемента, компенсирующего потери в колебательном контуре. Усилительный элемент может быть совмещен с колебательным контуром, как, например, это делается в оптических квантовых генераторах (лазерах), генераторах Ганна и некоторых других. В оптических квантовых генераторах компенсация потерь в колебательном контуре осуществляется за счет энергии накачки, используемой для стимуляции внутриатомных переходов на более высокие энергетические уровени. Однако чаще усилительный элемент выполняется отдельно от колебательного контура (генераторы на лавинно-пролетных диодах, генераторы с усилителями на транзисторах). При этом компенсация потерь в колебательном контуре осуществляется в результате преобразования энергии источника питания усилителя.

В ряде автогенераторов колебательный контур включается в цепь положительной обратной связи.

УСЛОВИЯ СУЩЕСТВОВАНИЯ УСТАНОВИВШИХСЯ КОЛЕБАНИЙ

Условие установившихся незатухающих колебаний напряжения в рассматриваемом случае можно записать в следующем виде:

Кус(jω)–Ко.с.(jω)=|Кус(jω)| exp(jφ_ус.)–|Ко.с.(jω)|·exp(jφ_ос.)=1,                (10.1)

где Кус.(jω) – комплексный коэффициент передачи усилителя,

  Ко.с.(jω) – комплексный коэффициент передачи цепи обратной связи,

  ω – угловая частота,

  φ_ус.– сдвиг фаз в усилителе сигнала,

  φ_ос.– сдвиг фаз в цепи положительной обратной связи,

Равенство (10.1) можно разбить на два:

– Условие баланса амплитуд: |Кус(jω)|–|Ко.с.(jω)|=1                   (10.2)

– Условие баланса фаз: φ_ус+ φ_ос=2π n,                                (10.3)

где п=0,1,2,3,….

УСЛОВИЯ САМОВОЗБУЖДЕНИЯ КОЛЕБАНИЙ

Соответственно условие самовозбуждения колебаний напряжения может быть записано в следующем виде:

Кус(jω)–Ко.с.(jω)=|Кус(jω)|exp(jφ_ус)–|Ко.с.(jω)|exp(jφ_ос.)>1,         (10.4)

Соответственно:

– Условие баланса амплитуд:  |Кус(jω)| –|Ко.с.(jω)|>1                          (10.5)

– Условие баланса фаз:  φ_ус+φ_ос=2πn,                                           (10.6)