Исследование LC-генератора (исследование статической характеристики лампы, зависимости амплитуды автоколебаний на контуре Ua в мягком режиме от коэффициента обратной связи β)

Санкт-Петербургский Государственный Политехнический Университет

Кафедра Радиофизики

Отчет о лабораторной работе №13

Исследование LC-генератора

Выполнили: студенты группы2091/1,3

Балышев А.В.

Ильченко И.В.

Преподаватель: Новиков Ю.Н.

Санкт-Петербург 2006г.

Пункт №1 Исследование статической характеристики лампы. I_a=f(E_c).

В ходе исследования лампового генератора нами была получены его статические  характеристики, представленные графиком №1(Измерения проводились при фиксированном значении Ea₁=34 B, и E_а2=54 В ):

Для дальнейших измерений были выбраны точки

В мягком режиме: Ec=0.1 B, Ia=0,2 mA;

В жестком режиме: Ec=0.3 B, Ia=0.04 mA

Для нахождения проницаемости лампы мы воспользовались формулой:

D=,

где Ec1’ подбирается так, чтобы Ia1(Ea1, Ec1)=Ia2(Ea2, Ec1’)

Будем считать значения Ec при Ia=0.25 mA

Тогда Ec1=0.05V Ea1=34V

Ec1’=0.15V Ea2=54V

Отсюда D=0,1/20=0,05

Пункт№2 Исследование зависимости амплитуды автоколебаний на контуре U_a в мягком режиме от коэффициента обратной связи β: Ua=f(β).(График 2)

Нами была получена следующая зависимость амплитуды колебаний Ua от коэффициента связи:

Измерения проводились для Ec₁=0.1 B,   525 пФ;  f=154 кГц;  

Из графика видно, что βкр=2,2%.

Пункт№3 Получение амплитудной характеристики Ua=f(Uc) резонансного  усилителя в мягком режиме.(График 3)

Нами был проведен эксперимент, в ходе которого поддерживались постоянными следующие величины:  f=154 кГц;  Ec₁=0.1B; C=525 пФ. 

Пункт№4 Исследование зависимости амплитуды автоколебаний от коэффициента связи в жестком режиме.(График 4)

В данном эксперименте мы поддерживали постоянным С=525 пФ и  Ec₂=0,3B, которое (как мы определили в Пункте№1)  соответствует  жесткому режиму.

Из графика отчетливо видно, что наблюдается так называемая  «петля характеристики». То есть имеется значительная разница между коэффициентами связи соответствующими возбуждению и срыву колебаний.

βвозб=3,6%, а  βсрыв=8,2%.

Пункт№5 Исследование амплитудной характеристики резонансного усилителя в жёстком режиме.(График 3)

В данном эксперименте мы поддерживали постоянным смещение  E_c2=0,3B и С_{контура}=525пФ.

Данная зафисимость имеет S – образный вид. Перегиб характеризуется значениями U_c=0,045 В, U_a=1,25 В.

Пункт№6   Исследование амплитуды и частоты автоколебаний.

В данном эксперименте мы поддерживали включённой обратную связь, постоянное смещение  E_c1=0,1 B и β>β_кр, β=0,023.

Нами были получены зависимости амплитуды автоколебаний от ёмкости контура(график 5) и частоты автоколебаний(график 6)

Пункт№8 Контроль результатов.

Сравним полученные значения βкр:

А) из зависимости Ua(β):

Βкр=2,2%

Б) рассчитывая βкр=1/Kom, где Kom=Ua/Uc в окрестности рабочей точки мягкого режима на графике Ua=f(Uc)—малосигнальный коэффициент усиления, получим Kom=4,5/0,1=45.  Тогда βкр=2,2%, что вполне согласуется с βкр, полученным ранее.

Вывод:   Все зависимости, полученные в ходе выполнения работы, соответствуют теории. Для более точного измерения амплитуды и частоты автоколебаний  использовался делитель напряжения и вольтметр не вносящие дополнительных индуктивностей и емкостей в колебательный контур. Нами была получена петля характеристики для жесткого режима, связанная зависимости коэффициента передачи от напряжения на сетке лампы в данном режиме. Получено равенство для критического значения коэффициента связи индуктивности полученные из графика и путём расчетов.

          Мы убедились в том что с помощью LC генератора на ламповом диоде можно преобразовать постоянное напряжение в гармоническое, которое имеет определённую частоту(в нашем случае 154 кГц) это необходимо например при частотной модуляции сигналов.