Изучение условий возникновения и стабильного существования электрических колебаний в автогенераторе с узкополосными цепями обратной связи

Санкт-Петербургский Государственный Электротехнический Университет «ЛЭТИ»

Кафедра ТОР

Лабораторная работа №2

«Исследование процесса самовозбуждения LC-автогенератора»

                                                                                           Выполнили:  Багажов А.В.

     Азин Л.В.

                                                                                                                      Нягин К. А.

                                                                    Группа: 8191

                                                                    Факультет: РТ

                                                                                              Преподаватель: Антонов Ю.Г

Санкт-Петербург

2011г

Лабораторная работа №12

«Исследование процесса самовозбуждения LC-автогенератора»

Цель работы – изучение условий возникновения и стабильного существования электрических колебаний в автогенераторе с узкополосными цепями обратной связи.

На рисунке приведена схема автогенератора, состоящая из усилителя, колебательного контура и линии задержки.

Рис.1 Схема автогенератора

Пусть автоколебательная система возбуждена и находится в стационарном режиме генерации гармонического сигнала на частоте ; входным сигналом с комплексной амплитудой  для усилителя служит выходной сигнал цепи обратной связи с комплексной амплитудой

.

Следовательно, в стационарном режиме выполняется условие

.          

Из этого условия с учётом  и  получим:

 

,        

Соотношения (1) и (2) определяют соответственно так называемые балансы амплитуд и фаз, характеризующие стационарный режим работы автогенератора с внешней обратной связью: необходимо, чтобы на генерируемой частоте полное усиление при обходе кольца обратной связи составляло единицу (баланс амплитуд), а полный фазовый сдвиг при обходе кольца обратной связи был равен 0 или кратен  (баланс фаз).

Описание лабораторной установки

Установка состоит из лабораторного макета , двухлучевого осциллографа , электронно-счётного частотомера (ЭСЧ) и генератора гармонических колебаний .

Лабораторный макет представляет собой автогенератор, включающий в себя усилитель с регулируемым коэффициентом усиления, параллельный колебательный контур и линию задержки. Макет может работать в трёх режимах: непрерывном, импульсном и в режиме измерения АХ, АЧХ и ФЧХ. В непрерывном режиме петля обратной связи замкнута и при выполнении необходимых условий в цепи возникают колебания, для измерения частоты которых используется ЭСЧ. В режиме измерения АХ, АЧХ и ФЧХ петля обратной связи рвётся и получается четырёхполюсник, на вход которого подаётся сигнал от генератора гармонических колебаний. С помощью двухлучевого осциллографа одновременно наблюдаются сигналы на входе и выходе разомкнутой петли, по которым легко определяется АХ и частотные характеристики цепи. Импульсный режим предназначен для наблюдения процесса самовозбуждения с помощью осциллографа. Под действием импульсного сигнала срабатывает ключ, который замыкает и размыкает петлю обратной связи. Задержка регулируется с помощью переключателя. Она вносит дополнительное ослабление амплитуды сигнала, так как не является идеальной.

Рис. 2 Схема установки

3.1. Исследование АЧХ и АФХ разомкнутой петли автогенератора.

Без задержки:

Таблица 1. Исследование АЧХ и АФХ разомкнутой петли автогенератора без задержки

f, КГц	388	408	428	448	468	488	508	528	548	568	588
Uвх, В	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3	2,3
Uвых, В	1,6	1,8	2	2,5	2,8	3	3,1	2,9	2,5	2,2	2,1
Δφ, мкс	-0,4	-0,36	-0,3	-0,25	-0,18	-0,1	0,02	0,13	0,22	0,3	0,4

С задержкой:

Таблица 2. Исследование АЧХ и АФХ разомкнутой петли автогенератора с задержкой