Исследование нелинейного апериодического и резонансного усилителя и умножителя частоты

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Красноярский Государственный Технический Университет

Лабораторная работа по РТЦиС №1

Нелинейное резонансное усиление и умножение частоты.

выполнил:

студент гр. Р53-4 : Титов Д. С.

проверил:

Кашкин В. Б.

Красноярск 2005

Цель работы

Исследование нелинейного апериодического и резонансного усилителя и умножителя частоты.

Домашнее задание.

1.  Принципиальная схема транзисторного нелинейного резонансного усилителя.

2.  Вольт-амперная характеристика транзистора КТ-315.

3.  C_к=1240∙10^-12Ф

L_к=0,65∙10^-3Гн

Q=ω/2Δω=1/4πΔf√LC =17.7

ρ=√L/C

p=0.4

R_эк.р=Q∙p²∙ρ=17,7∙0,16∙√0,65∙10^-3/1240∙10^-12 = 2050 Ом

4.  Колебательные характеристики:

а) U_б0=0,4В

б) U_б0=0,6В

в) U_б0=0,8В

5.а)

   U_{бm кр}=0,4В

   K=U_{кm кр}/U_{бm кр}=0,5

б)

   U_{бm кр}=0,12В

   K=U_{кm кр}/U_{бm кр}=1,2

в)

   U_{бm кр}=0,3В

   K=U_{кm кр}/U_{бm кр}=2,6

6.

а) θ=180º, U_б0=0,8В

U_бm=(U₀-U_б0)/cosθ=(0,6-0,8)/(-1)=0,2 В

б) θ=120º, U_б0=0,8В

U_бm=(U₀-U_б0)/cosθ=(0,6-0,8)/(-0,5)=0,4 В

в) θ=60º, U_б0=0,4В

U_бm=(U₀-U_б0)/cosθ=(0,6-0,4)/0,5=0,4 В

Режим удвоения частоты:

K_max=0,66

Режим утроения частоты:

K_max=0,246

Экспериментальная часть

1.  Осциллограммы напряжения на выходе нелинейного резистивного усилителя:

А)      θ=180°  U_б0 =0,8 B

Б)       θ=120°  U_б0 =0,8 B

В)      θ=90°  U_б0 =0,6 B

Г)       θ=60°  U_б0 =0,4 B

2.  Колебательные характеристики нелинейного резонансного усилителя:

А)      U_б0 =0,8 B

Ubm	Ukm
0,2	0,18
0,3	0,25
0,4	0,35
0,5	0,45
0,6	0,5
0,7	0,6
0,8	0,7

Б)       U_б0 =0,6 B

Ubm	Ukm
0,2	0,1
0,3	0,15
0,4	0,22
0,5	0,35
0,6	0,4
0,7	0,5
0,8	0,6

В)      U_б0 =0,4 B

Ubm	Ukm
0,2	0,1
0,3	0,13
0,4	0,2
0,5	0,27
0,6	0,35
0,7	0,45
0,8	0,5

3.  Осциллограммы напряжения на выходе нелинейного резистивного усилителя, в режиме удвоения, утроения  частоты:

Напряжения на выходе нелинейного резистивного усилителя, в режиме удвоения частоты.

Напряжения на выходе нелинейного резистивного усилителя, в режиме утроения частоты.

Осциллограммы напряжения на выходе нелинейного резонансного усилителя, в режиме удвоения, утроения  частоты:

Напряжения на выходе нелинейного резонансного усилителя, в режиме удвоения частоты.

Напряжения на выходе нелинейного резонансного усилителя, в режиме утроения частоты.

При сравнении этих осциллограмм можно увидеть, что при утроении частоты амплитуда выходного напряжения меньше чем при удвоении. Это говорит о том, что амплитуда третей гармоники меньше чем второй.

U_бм =0,2 B

	U B	К экспер	К теор
Нелинейное усиление	0,62	3,1	3
Удвоение частоты	0,38	1,9	2
Утроение частоты	0,22	1,1	0,97

По графику зависимости коэффициентов Берга от угла отсечки, были теоретически получены коэфициенты усиления для 1, 2 и 3 гармоник. Полученные результаты качестаенно сходятся с теоретическими

Вывод: в ходе лабораторной работы была исследована работа нелинейного резонансного усилителя при разных углах отсечки, а также в режиме удвоения и утроения  частоты. Было экспериментально доказано, что амплитуда выходного напряжения в режиме умножения частоты зависит от угла отсечки. Оптимальный θ при удвоении 60°, утроении 40°.

При нелинейном резонансном усилении выходное напряжение уменьшается при уменьшении угла отсечки. Это связано с тем, что при малых θ амплитуда боковых гармоник больше, а центральной меньше.