Исследование избирательных (узкополосных) RC-усилителей и RC-автогенераторов гармонических колебаний

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ОТЧЁТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №27

«ИЗБИРАТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ И RC – АВТОГЕНЕРАТОР НА ОСНОВЕ ОПЕРАЦИОННОГО УСИЛИТЕЛЯ»

Преподаватель: Зайцев Э.Ф.

Работу выполнил: Багров В.В.

гр.2094/1

Санкт-Петербург

2008г.

Цель: получение и углубление знаний об избирательных (узкополосных) RC-усилителях и RC-автогенераторах гармонических колебаний, построенных на основе усилителя с относительно широкой полосой пропускания охваченного частотно-избирательной обратной связью. Приобретение умения и навыков получения амплитудно- и фазочастотных характеристик, а также изучение переходного процесса возникновения колебаний в автогенераторе.

Программа работы:

Часть 1. Исследование полосового RC-фильтра.

- сборка полосового RC-фильтра

- снятие его амплитудно-частотной (АЧХ) и фазочастотной (ФЧХ) характеристики

- нахождение квазирезонансной частоты, коэффициента передачи на ней и полосы пропускания фильтра.

Часть 2. Исследование избирательного усилителя.

- сборка избирательного усилителя

- снятие его АЧХ  при двух значениях К

- нахождение по АЧХ полосы пропускания и максимального значения модуля коэффициента усиления | K_ß |.

Часть 3. Исследование RC-автогенератора.

- подбор параметров элементов, при которых выполняются условия самовозбуждения

- сборка автогенератора

- измерение амплитуды и частоты установившихся колебаний

- снятие амплитудной характеристики усилителя при разомкнутой обратной связи и нахождение по ней амплитуды установившихся колебаний.

1. Исследование полосового фильтра.

1.1.  Сборка полосового фильтра, подбор сопротивлений и ёмкости.

        Схема исследования полосового фильтра.

R = 10 кОм

C = 15 нФ

f ₀ = 1061 Гц

1.2. Снятие АЧХ и ФЧХ, нахождение квазирезонансной частоты фильтра, коэффициента передачи на квазирезонансной частоте и полосы пропускания, сравнение результатов измерений и расчета.

ß = U₁/U₂

ß₀ = 0,33

f₀ = 1030

f_1гран =340 кГц

f_{2 гран} = 3510кГц

Ширина полосы пропускания (f_{2 гран} – f_{1 гран}): 3170 кГц

f,Гц	U2,мВ	U1,мВ	Sin(φ)	β	φ,град
1030(f0)	120	39,5	0	0,33	0
200	120	18	0,88	0,15	68
500	120	36	0,5	0,3	30
900	120	38	0,17	0,32	10
1500	120	38	0,17	0,32	10
1700	120	37	0,20	0,31	12
2400	120	32	0,47	0,27	28
3000	120	29	0,63	0,24	39
4000	120	25	0,76	0,21	49
3510(f2гран)	120	26	0,7	0,22	44
340(f1гран)	120	28	0,7	0,23	44

Графики №1,№2

2. Исследование избирательного усилителя.

2.1. Сборка избирательного усилителя.

А).R_ß = 393 Ом

R_α = 206 Ом

f_{1 гран} = 1027 Гц

f_{2 гран} =1127 Гц

Ширина полосы пропускания (f_{2 гран} – f_{1 гран}):100 Гц

К = 1+ R_ß/R_α = 2,9

К0 = U₂/U₁ = 39

Б). R_ß = 393 Ом

R_α = 240 Ом

f_{1 гран} = 848 Гц

f_{2 гран} =1243 Гц

Ширина полосы пропускания (f_{2 гран} – f_{1 гран}):395 Гц

К = 1+ R_ß/R_α = 2,6

К0 = U₂/U₁ = 8

Схема исследования избирательного усилителя.

2.2. Измерение коэффициента усиления на резонансной частоте и полосы пропускания, снятие АЧХ усилителя, сравнение результатов расчета и измерений.

А).

f,Гц	U1,мВ	U2,В	K
1063(fр)	100	3,9	39
850	100	0,5	5
950	100	1,2	12
1050	100	3,7	37
1100	100	3,8	38
1200	100	1,4	14
1300	100	0,6	6
1127(fв)	100	2,8	28
1027(fн)	100	2,8	28

График №3

Б).

f,Гц	U1,мВ	U2,В	K
1063(fр)	100	0,8	8
650	100	0,3	3
750	100	0,4	4
950	100	0,7	7
1100	100	0,75	7,5
1350	100	0,45	4,5
1450	100	0,30	3
848(fн)	100	0,56	5,6
1243(fв)	100	0,56	5,6

График №4

3. Исследование автогенератора гармонических колебаний.

3.1. Сборка автогенератора гармонических колебаний.

Схема автогенератора гармонических колебаний.

3.2 Исследование режима установившихся колебаний.

График №5

3.3. Нахождение амплитуды установившихся колебаний графическим методом.

3.4. Исследование амплитудной характеристики автогенератора

Схема исследования амплитудной характеристики.

Rν=132 Ом, R_ß = 393 Ом

U1,мВ	U2,В	Кс
0,5	1,65	3,3
0,75	2,7	3,6
0,85	2,57	3
0,95	2,8	3,1
1,25	3,2	2,56

График №6

Вывод: в первой части работы исследовали полосовой фильтр: были сняты АЧХ и ФЧХ,найдены квазирезонансная частота,коэффициент передачи на этой частоте и полоса пропускания.Во второй части исследовался избирательный усилитель: был измерен коэффициент усиления на резонансной частоте и полоса пропускания,снята АЧХ усилителя.В третьей части работы был исследован автогенератор в режиме установившихся гармонических колебаний.В результате, все снятые характеристики соответствуют теоретически предсказанным,что свидетельствует о достаточной точности опыта.