Стационарные и нестационарные процессы в LС-автогенераторе. Захватывание частоты

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

Красноярский Государственный Технический Университет

Лабораторная работа по РТЦиС №5

Стационарные и нестационарные процессы в LС– автогенераторе.

Захватывание частоты.

выполнил:

студент гр. Р53-4 : Титов Д. С.

проверил:

Кашкин В. Б.

Красноярск 2005

Цель работы

Исследование мягкого и жесткого режимов самовозбуждения LC–автогенератора и поведения автогенератора при внешнем гармоническом воздействии.

Домашнее задание.

Принципиальная схема LC-автогенератора.

Параметры контура.

L=259 мГн

С=680 пФ

P=0.25

Q=5

ВАХ транзистора КТ315

Определить значение взаимной индуктивности контура М, необходимую для самовозбуждения схемы при смещении 0,8 и 0,6 В.

Определить критические значения коэффициентов обратной связи, необходимые для возникновения и срыва колебаний.

Рассчитать относительную и абсолютную ширину полосы захватывания для отношений амплитуд внешней ЭДС к амплитуде автоколебаний на базе транзистора автогенератора, 0,2  0,4  0,6  0,8

Определить время установления колебаний в автогенераторе при Uб0=0,8 и М=1,5Мкр

Экспериментальная часть

Снимем колебательные характеристики нелинейного элемента при разомкнутой обратной связи для трех смещений 0,8 ; 0,6 ; 0,4 В. Для этого настроим схему в резонанс по максимуму выходного напряжения.

1)       Uсм=0,8 В

Uб мВ	Uк мВ
0	110
100	120
200	135
300	140
400	150
500	160
600	160
700	170
800	185
900	190
1000	200

2)       Uсм=0,6 В

Uб мВ	Uк мВ
0	50
100	60
200	85
300	95
400	110
500	130
600	140
700	150
800	165
900	170
1000	180

3)       Uсм=0,4 В

Uб мВ	Uк мВ
0	20
100	50
200	60
300	80
400	90
500	100
600	120
700	135
800	150
900	160
1000	170

Определим экспериментально коэффициенты обратной связи, соответствующие различным расстояниям между катушками. Изменяя амплитуду выходного напряжения генератора высокой частоты, добъемся, чтобы напряжение на контуре равнялось 1В, при этом значение напряжения обратной связи в вольтах численно равно коэффициенту обратной связи.

Uб0=0,8 В             Uб=100 мВ

L мм	Uк мВ
0	1000
2	800
4	600
5	500
7	350
10	250
12	200
15	140
17	100
20	90
25	70
30	45
35	32
40	26
50	18
60	16
70	13

Снимем зависимость амплитуды генерируемых колебаний от коэффициента обратной связи при Uб0=0,8 В ;  Uб0=0,6 В ; Uб0=0,4 В

1)  Uб0=0,8 В

b	Uк мВ
1	580
0,7	450
0,5	100
0,35	30
0,25	28
0,14	24
0,09	22
0,07	21
0,045	20
0,016	19

2)  Uб0=0,6 В

b	Uк мВ
1	600
0,7	90
0,5	40
0,35	32
0,25	28
0,14	25
0,09	23
0,07	22
0,045	21
0,016	19

3)       Uб0=0,4 В

b	Uк мВ
1	420
0,7	80
0,5	45
0,35	30
0,25	28
0,14	25
0,09	23
0,07	22
0,045	20
0,016	18

Исследуем действие внешней гармонической ЭДС на автогенератор при Ec=0,8Uб ;  Ec=0,6Uб ; Ec=0,4Uб ; Ec=0,2Uб. Uб0=0,6 В. Установим b=1,5bкр.

Полосу захвата определяем по осциллограмме.

Вне полосы захвата имеет место режим биений.

Контур генератора не зашунтирован

Ec₁ = 0,2В           Df = 0,5             кГц

Ec₂ = 0,4В           Df = 1,3   кГц

Ec₃ = 0,6В           Df = 1,8   кГц

Ec₄ = 0,8В           Df = 2,6   кГц

Контур генератора зашунтирован сопротивлением R=20кОм

Ec₁ = 0,2В           Df = 0,6   кГц

Ec₂ = 0,4В           Df = 1,4   кГц

Ec₃ = 0,6В           Df = 1,9   кГц

Ec₄ = 0,8В           Df = 2,7   кГц

Исследуем автогенератор в нестационарном режиме при Uб0=0,8 В .

Контур генератора не зашунтирован

Осциллограмма напряжения на контуре при β>βкр

Осциллограмма напряжения на контуре при β<βкр

Контур генератора не зашунтирован

Осциллограмма напряжения на контуре при β>βкр

Осциллограмма напряжения на контуре при β<βкр

Исследуем нестационарный режим автогенератора в фазовой плоскости.

Фазовые траектории соответствующие

Uб0=0,8 В

Uб0=0,4 В

Вывод: в ходе лабораторной работы были изучены два режима самовозбуждения: мягкий и жесткий, сняты колебательные характеристики нелинейного элемента. Исследована зависимость коэффициента обратной связи от растояния между катушками. Исследована зависимость амплитуды генерируемых колебаний от коэффициента обратной связи. Определена зависимость ширины полосы захватывания от амплитуды управляющего сигнала.

При увеличении растояния между катушками коэффициент обратной связи резко уменьшается. Амплитуда генерирумых колебаний возрастает при увеличении коэффициента обратной связи, если коэффициент обратной связи слишком мал, то генерации не возникает. Если у работающего генератора сильно уменьшить коэффициент обратной связи, то генерация прекращается.

При увеличении амплитуды управляющего сигнала ширина полосы захвата увеличивается. Если колебательный контур зашунтировать резистором, то ширина полосы захвата увеличится т.к. уменьшается добротность контура.