Исследование транзисторного LC-автогенератора гармонических колебаний. Исследование зависимости частоты колебаний выходного напряжения от ёмкости конденсатора контура

Лабораторная работа № 11

«Исследование транзисторного LC-автогенератора гармонических колебаний»

          Цель работы: изучение принципа построения и работы LC-генератора с трансформаторной обратной связью; исследование режима работы автогенератора, анализ зависимости параметров выходного сигнала от изменений напряжения питания, нагрузки, ёмкости колебательного контура.

Методические указания

Перед выполнением лабораторной работы необходимо иметь представление о следующем:

1)  назначение всех элементов схемы;

2)  цепи постоянных  токов, распределение напряжений между элементами;

3)  принцип работы усилительного каскада по схеме ОЭ;

4)  принцип работы температурной стабилизации за счет отрицательной ОС;

5)  назначение LC-контура, явление резонанса токов;

6)  условие самовозбуждения электрических колебаний в генераторах;

7)  физические процессы, происходящие в LC-автогенераторе на биполярном транзисторе.

Описание лабораторной установки

Схема электронного LC-автогенератора синусоидальных колебаний с индуктивной (трансформаторной) положительной обратной связью, смонтированного на верхнем поле лабораторного стенда, показана на рис.

Для подключения к источнику питания (до 15 В) и внешним измерительным приборам имеются соответствующие гнёзда.

Эффективное значение выходного напряжения, снимаемого с LC-контура, измеряют электронным вольтметром В7-26, частоту колебаний – электронно-счетным цифровым частотомером ЧЗ-32, а форму колебаний наблюдают с помощью осциллографа С1-68.

Потенциометром R1 задают нужное значение напряжения питания, потенциометром R3 – начальное напряжение смещения между базой и эмиттером транзистора.

Частота колебаний зависит от ёмкости параллельного контура; подключая различные номиналы конденсаторов, установленных на макете, частоту можно изменять в довольно широких пределах. Переключателем SA1 можно включать-отключать нагрузочный резистор. При верхнем положении клювика тумблера нагрузка включена, значение её можно изменять переключателем на пять положений.

В схеме используется неполярное включение колебательного контура в коллекторную цепь транзистора. Это позволяет в меньшей степени шунтировать контур невысоким выходным сопротивлением транзистора, добротность контура снижается незначительно.

Положительная обратная связь осуществляется посредством катушки обратной связи, индуктивно связанной с катушкой контура. Выводы катушки связи подключены так, чтобы напряжение на выходе транзисторного усилителя было противофазно коллекторному напряжению переменного тока.

Последовательность выполнения исследований

Подготовка к работе

1.  Подключите к макету источник питания ВИП-009 (постоянное напряжение до 15 В). Контроль уровня напряжения – по подключенному к макету вольтметру постоянного тока с пределом измерения 15 В.

2.  Подключите измерительные приборы ко гнездам выходной цепи автогенератора:

а) вольтметр переменного тока В7-26 – гнёзда «U» и «*», переключатель рода измерений в положение «~U», предел измерения 10 В.

б) частотомер ЧЗ-32 – вход А, переключатель, расположенный слева от входного разъёма, - в положение «~», переключатель «внеш.-авт» – в положение  «авт», переключатель генератора – в положение «внутр.», переключатель рода работы -  в положение «f_А», переключатель времени счета – в положение «0,1 с», ручка «время индикации» – в среднем положении;

в) осциллограф С1-68 – переключатель «~=» в положение «~», усилитель вертикального отклонения луча «Y» - ручка усиления в положении «5V/см», а переключатель «x10, x1» – в положение «x1», синхронизация – внутренняя, «+» или «-», «~», а ручка уровня – в среднем положении, развёртка: длительность – «0,1 м/с x 1»

3.  После проверки правильности подключений преподавателем включите питание стенда и тумблеры «сеть» всех приборов.

До начала исследований прогрейте приборы не менее 3-х минут.

Проведение исследований автогенератора

1.  Исследование зависимости частоты колебаний выходного напряжения от ёмкости конденсатора контура.

1.1.  Установите конкретное значение напряжения автогенератора в пределах 8-15 В и запишите выбранное значение перед таблицей 1.

1.2.  Тумблером SA1 отключите внешнюю нагрузку (клювик вниз).

1.3.  Убедитесь в том, что автогенератор работает, в противном случае добейтесь этого уставкой режима потенциометром R3.