Помощничек
Главная | Обратная связь


Археология
Архитектура
Астрономия
Аудит
Биология
Ботаника
Бухгалтерский учёт
Войное дело
Генетика
География
Геология
Дизайн
Искусство
История
Кино
Кулинария
Культура
Литература
Математика
Медицина
Металлургия
Мифология
Музыка
Психология
Религия
Спорт
Строительство
Техника
Транспорт
Туризм
Усадьба
Физика
Фотография
Химия
Экология
Электричество
Электроника
Энергетика

Лабораторная установка



Установка включает в себя лабораторный макет для исследования -автогенераторов (на лампе и транзисторе), связанный с лабораторным стендом ЛРС-1Г, и ряд измерительных приборов: измерительный генератор (ИГ) гармонических колебаний, электронный вольтметр (ЭВ) и осциллограф (ЭО). Схема лабораторного макета представлена на рис. 5.9 и содержит электронную лампу Л1 и транзистор VT1, колебательный контур L2, C3 (+C6) в цепи анодаЛ1 (коллектора VT1), катушку обратной связи (ОС) L1, разделительные конденсаторы С1,С5, и блокировочные С2и С4, резисторы автосмещения R1 (в цепи сетки Л1) и R3, R6 (в цепи базы VT1), защитный («гасящий») резистор R2 в цепи анода Л1 и коллектора VT1).

Последовательно с катушкой L2 в контуре введен дополнительно резистор с малым сопротивлением (18 Ом). С которого можно снимать напряжение, пропорциональное потоку в катушке, которое сдвинуто по фазе на 90 градусов относительно напряжения на контуре (на L2), что позволяет получить на экране ЭО фазовый портрет колебаний в генераторе. Катушка ОС L1 может перемещаться относительно контурной L2 на расстояние Lсв (от 0 до 50мм), отмечаемое по шкале в правой верхней части макета при вращении ручки на правой боковой стенке макета. При этом изменяется величина Кос от максимального (при Lсв=0) до минимального (при Lсв=50мм) значений. Замыкая (и размыкая), соответствующие гнезда (1…28) на макете можно исследовать LC-генераторы в мягком и жестком режиме на лампе Л1 или транзисторе VT1. Питающие напряжения: анодное +Еа, сеточное – Ее (и коллекторное – Ек (она равна Ес) подаются в макет от блока питания (БП) стенд ЛРС-1Р. Вход ЭВ любого типа с большим Rвх 1МОм и более, например В3-38, В7-27 и вход Y ЭО (любого, имеющего еще и вход Х, например типа С1-76 или др.) подключаются параллельно контуру (к гнездам 25,26 и 22,23 соответственно), а вход Х ЭО подключается к гнезду 29. ИГ должен иметь изолированные от корпуса выходные клеммы и перекрывать диапазон ультразвуковых частот (примерно от 59 до 200 кГц), например, типа ГЗ-109 или Г3-33 или др. Корпусные клеммы всех приборов и лабораторного макета должны быть соединены с корпусной клеммой БП стенда ЛРС-1, которая должна быть заземлена. Перед включением и подачей на макет питающих напряжений необходимо обязательно разомкнуть гнезда 17-20-24 (и 15-19-21) макета.

 

ПОДГОТОВКА К РАБОТЕ

3.1Изучить по рекомендованной литературе принцип действия лампового и транзисторного LC-автогенератора с трансформаторной обратной связью, методику расчета амплитуды автоколебаний по колебательным характеристикам в случае мягкого и жесткого режимов самовозбуждения, способы оценки устойчивости стационарного режима, фазовые портреты автоколебаний.

3.2Изучить устройство измерительных приборов, используемых в работе ИГ, ЭВ и ЭО, правила подготовки их к измерениям и особенности эксплуатации в соответствии с техническими описаниями приборов и инструкциями по их эксплуатации.

3.3Детально ознакомиться с лабораторным заданием, усвоить схемы замыкания и размыкания соответствующих гнезд макета для выполнения разных п.п. задания.

3.4Подготовить материалы для отчета (титульный лист, схемы, краткие т.д. приборов, необходимые для работы, таблицы для экспериментальных данных и др.), а также ответы на все контрольные вопросы.

 

ЛАБОРАТОРНОЕ ЗАДАНИЕ

4.1Подготовка лабораторной установки к работе

Соединить гнезда «корпус» всех приборов, включая блок питания стенда ЛРС-1Р с подключением к нему макета LC-генератора, из которого должны быть, вынуты все короткозамыкатели. После этого включить все приборы в сеть и подготовить их к работе в соответствии с инструкциями по эксплуатации (ИЭ). Установить на блоке питания стенда ЛРС-1Р напряжение питания анода (для лампы Л1 макета) Еа=100В и напряжение смещения Ес и питания коллектора (для транзистора VT1) Ес=Ек=-12В.

4.2Характеристики возбуждения лампового генератора

Замкнуть цепь положительной обратной связи (замкнуть гнезда 13-16 и отключить ИГ) и снять зависимость амплитуды колебаний в контуре от величины коэффициента связи (от Lсв)- характеристики возбуждения Vк=F(Lсв) для случаев мягкого и жесткого режима самовозбуждения. Для реализации мягкого режима нижний конец катушки L1 заземляется через замыкаемые гнезда 10-14, а верхний подключается последовательно с цепочкой автосмещения С1 и R1 к сетке лампы (при этом нужно закоротить гнезда 5-6). Для реализации жесткого режима верхний конец катушки L соединяется с сеткой лампы непосредственно (минуя конденсатор С1 через замкнутые гнезда 5 и 7), а нижний конец замыкается на гнездо – Е через замкнутые гнезда 9-14, т.е. должен быть подключен к катоду лампы Л1 последовательно с источником внешнего смещения – Ес.

 

 

4.3Временные диаграммы

Одновременно с выполнением п.1.2 снять осциллограммы напряжений на аноде и сетке лампы при нескольких значениях коэффициента обратной связи для случаев мягкого и жесткого режимов самовозбуждения.

4.4Фазовые портреты колебаний

При тех же значениях коэффициента связи, что и в п.4.3 получить на экране осциллографа и зарисовать фазовые портреты автоколебаний в мягком и жестком режимах. Для этого на вход “Х” осциллографа (работающего с выключенным генератором развертки) подать напряжение с добавочного резистора Rк, включенного последовательно с катушкой L2 контура (гн. 29), а на пластины “Y”- напряжение непосредственно с контура (гн. 22 или 25).

4.5Снятие колебательных характеристик.

Собрать (при помощи короткозамыкателей) схему лампового LС-генератора для снятия колебательных характеристик, подключив выход ИГ к сетке лампы, а вход ЭВ – параллельно контуру в аноде лампы. Цепь положительной обратной связи при этом должна быть разорвана (разомкнуты гнезда 13-16).

Снять колебательные характеристики лампового LC-генератора Uк=F(Uc) для мягкого и жесткого режимов. При этом в случае мягкого режима выход ИГ подключается между катодом и сеткой лампы генератора последовательно с цепочкой автосмещения С1, R1 к гнездам 12 и 10 (или 3) при замкнутых гнездах 5-6. В случае жесткого ИГ, отсоединенный от клеммы корпус, подключается непосредственно между сеткой к гнезду 4 и катодом лампы (минуя цепь автосмещения) последовательно с источником напряжения автосмещения – Ес к гнезду 9 или 2. Для подачи Еа в цепь анода Л1 замкнуть гнезда 15-19 и 17-20 (только после всех остальных переключений в макете, в последнюю очередь). Частоту ИГ настроить на резонансную частоту контура на L2 (с подключенными к нему ЭВ и ЭО). Uвых ИГ изменять от 0 до уровня, при котором превысит (немного) величину Uкр в п.4.2.

4.6Снятие характеристик обратной связи

Одновременно с выполнением п.4.5 снять характеристики обратной связи Uос=F(Uс), переключая ЭВ параллельно катушке L (к гнезду 16 при замкнутых гнездах 10-14), при значениях коэффициента связи между катушками L и L2 внутри зоны генерации в п.4.2 определить по колебательным характеристикам и линиям обратной связи амплитуду колебаний для каждого значения коэффициента связи стационарную амплитуду колебаний для каждого значения Lсв и сравнить ее с полученной экспериментально Uкр в п.4.2.

4.7Самомодуляция и прерывистая генерация

Установить напряжение смещения Ес=-6В при работе в жестком режиме. Получить при некоторых значениях коэффициента связи режим прерывистой генерации и самомодуляции. Снять осциллограммы напряжений на сетке и аноде лампы, а также фазовые портреты автоколебаний для этих случаев. Объяснить возможность возникновения эффекта самомодуляции и прерывистой генерации в LC-автогенераторе (в отчете).

4.8Исследование автогенератора на транзисторе

Выполнить исследования по пп.4.2-4.7 для транзисторного генератора на VT1. Для этого для замыкания цепи ОС (в пп.4.2,4.3,4.4,и 4.7) нужно замкнуть гнезда 16-18 вместе с 10-14, а для подключения Ек в цепь коллектора VT1 нужно замкнуть гнезда 19-21 и 20-24 (после всех других переключений). Для выполнения пп.4.5 и 4.6 выход ИГ нужно подключать к гнездам 18 и 28 (или 3) при замкнутых гнездах 10-14. При этом величины измеряемых напряжений , Uвых ИГ и др. в генераторе на VT1 будут значительно меньшими, чем в генераторе на Л1. Какой получится режим в транзисторном генераторе (мягкий или жесткий), нужно определить по результатам его исследования.

 

Методические указания

5.1.При выполнении переключений в лабораторном макете необходимо сначала размыкать гнезда в цепи питания (анода Л1 и коллектора VT1) 15-19-21 и 17-20-24, и только потом (на обесточенном макете) переключать другие гнезда (в цепи ОС, сетки Л1 и др.) и лишь затем опять замыкать вышеуказанные гнезда в цепи питания. Этот порядок необходимо соблюдать при выполнении всех п.п. задания во избежание перегрева и выхода из строя лампы Л1 и транзистора VT1.

5.2.При выполнении п.4.2 необходимо снять прямой и обратный ход зависимости Uкг от Lсв, имея ввиду, что в жестком режиме эта зависимость должна иметь гистерезный характер (этот гистерезис необходимо выявить путем многократного повторения эксперимента при необходимости).

5.3.При снятии колебательных характеристик (в п.4.5) в жестком режиме необходимо подключать клеммы выхода ИГ между сеткой Л1 (гнездо 4) и источником смещения - Ес(гнездо 8 или 9) при обязательном предварительном отсоединением этих клемм (выхода ИГ) от корпусной клеммы самого ИГ, во избежание выхода из строя источника напряжения – Есв БП стенда ЛРС-1Р (при его закорачивании через клеммы выхода ИГ, если они не были отсоединены от корпусной клеммы).

5.4.При снятии осциллограмм в п.4.3 необходимо определить по ним значение периода Т (и частоты ) генерируемых колебаний, которую нужно сравнить затем с резонансной частотой контура на L2 (с подключенными к нему приборами ЭВ и ЭО), на которую нужно настраивать частоту колебаний ИГ при снятии колебательных характеристик и линий ОС в п.4.5. При экспериментальном определении последних приходится переключать вход ЭВ из контура (гнездо 25) в цепь катушки ОС (гнездо 16 при закороченных гнездах 10-14). При отключении входа ЭВ от контура несколько изменяется его резонансная частота (из-за уменьшения полной емкости контура на величину Свх ЭВ и емкости соединительного коаксиального кабеля). Это изменение резонансной частоты следует компенсировать соответствующей подстройкой частоты ИГ или же (для исключения необходимости переключения ЭВ) использовать не один ЭВ, а два, подключенные один к контуру, а другой – к катушке L1(гнезду 16) в цепи ОС.

5.5.При выполнении п.4.7 следует учитывать, что явления самомодуляции и прерывистой генерации возникают при Lсв Lкр (при очень плавном изменении расстояния между катушками Lсв вблизи точек срыва и возбуждения автоколебаний).

 

Указания к отчету

Отчет должен содержать:

- цель работы и основные выражения (условия возбуждения и уравнения баланса амплитуд и фаз);

- схемы лабораторного макета с подключенными измерительными приборами для выполнения различных п.п. лабораторного задания;

- краткие технические данные используемых измерительных приборов, необходимых для определения величин измеряемых параметров и их погрешностей;

- таблицы с результатами измерений (и расчетов) в соответствии с п.п. лабораторного задания (с краткими названиями этих п.п. и величинами заданных параметров (Еа, Ес и др.));

- осциллограммы, фазовые портреты и графики снятых зависимостей с названиями и краткими пояснениями;

- краткие выводы по работе с критическим анализом полученных результатов, сравнением их с положениями теории и объяснением возможных расхождений и несоответствий.

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое автогенератор, каковы его обобщенная схема и принцип работы?

2. Чем похожи и чем отличаются условия возбуждения и условия стационарности, как из последнего получить уравнения баланса амплитуд и фаз?

3. Что такое колебательные характеристики и линии обратной связи (ОС), как определить по ним амплитуду генерируемых колебаний?

4. Чем отличаются колебательные характеристики в “мягком” и “жестком” режимах и как определить их (и линии ОС) экспериментально в данной работе?

5. Как выглядят характеристики возбуждения и как их определить экспериментально для “мягкого” и “жесткого” режимов в данной работе?

6. Что такое “фазовый портрет” автоколебаний и как его определить экспериментально в данной работе?

7. Как выглядят временные диаграммы и фазовые портреты автоколебаний гармонических, а также в режимах самомодуляции и прерывистой генерации? Какие причины могут вызвать такие режимы в LC-генераторе?

8. Как определить частоту генерируемых колебаний экспериментально в данной работе, и из какого уравнения можно найти эту частоту?

 

Литература:

1. Андреев В.С. Теория нелинейных электрических цепей6 Учеб. Пособие для вузов.- М.: Радио и связь, 1982.

2. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие для вузов. – 3-е изд. – М.: Высш. шк., 2000.

3. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы: Учеб. пособие для вузов. – 50е изд. – М.: Дрофа, 2006.

4. Кушнир В.Ф., Ферсман Б.А., Теория нелинейных электрических цепей: Учебник для электротех. Институтов связи. – М.: Связь, 1974.

 

 

 

 




Поиск по сайту:

©2015-2020 studopedya.ru Все права принадлежат авторам размещенных материалов.