lab_5 — копия. Схемотехника
 Скачать 211.49 Kb.
|
МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский технический университет связи и информатики»  Кафедра «Радиооборудование и Cхемотехника» Лабораторная работа №5 «Генератор гармонических колебаний» по дисциплине «Схемотехника» Выполнили: студенты гр. БИК2109 Креминский Д.Е. Барциц А.В. Москва, 2023 Цель работы: Изучение принципа работы генератора синусоидального сигнала. Экспериментальный расчётПринципиальная схема: Генератор гармонических колебаний c АРУ №1 (см. рисунок ниже):  Генератор гармонических колебаний c АРУ №2 (см. рисунок ниже):  Расчет элементов моста Вина: Подгруппа №1, требуемая частота генератора – 1500Гц. R1=R4=R, C1=C2=C.  Номиналы элементов выбраны в соответствии с рядом E24, точность – 0.477% Часть 1 Зафиксируем форму сигнала на выходе и измерим амплитуду выходного напряжение генератора (см. рисунок ниже):  Uвых=5,285 В Построим спектр и оценим величину нелинейных искажений (см. рисунок ниже):   Изменяя сопротивление цепи ООС усилителя определим значение сопротивления, при котором происходят срывы колебаний и исследуем влияние сопротивления на время запуска колебаний генератора. Заполнена таблица (см. таблицу ниже):  График зависимости времени запуска колебаний от номинала резистора R3 (см. рисунок ниже):  Срыв возникает при R3<22кОм. При R3>38кОм возникают слишком большие НИ, дальнейшее увеличение номинала этого резистора, при данной отладке, не принесет пользы. Исследуем влияние сопротивления цепи АРУ на амплитуду выходного сигнала генератора и его нелинейные искажения. Заполнена таблица (см. таблицу ниже):  График зависимости амплитуды выходного сигнала от номинала резистора R6 (см. рисунок ниже):  Заполнена таблица (см. таблицу ниже):  График зависимости нелинейных искажений от сопротивления резистора R6 (см. рисунок ниже):  Часть 2 Зафиксируем форму сигнала на выходе и измерим амплитуду выходного напряжение генератора (см. рисунок ниже):  U вых=9,656 ВПостроим спектр и оценим величину нелинейных искажений (см. рисунок ниже):   Изменяя сопротивление цепи ООС усилителя определим значение сопротивления, при котором происходят срывы колебаний и исследуем влияние сопротивления на время запуска колебаний генератора Заполнена таблица (см. таблицу ниже):  График зависимости времени запуска колебаний от номинала резистора R3 (см. рисунок ниже):  Срыв возникает при R3<32кОм. При R3>37кОм возникает отсечка. Исследуем влияние сопротивления цепи АРУ на амплитуду выходного сигнала генератора и его нелинейные искажения Заполнена таблица (см. таблицу ниже):  График зависимости амплитуды выходного сигнала от номинала резистора R6 (см. рисунок ниже):  Заполнена таблица (см. таблицу ниже):  График зависимости нелинейных искажений от сопротивления резистора R6 (см. рисунок ниже):  При номинале резистора R6>1,2кОм появляется отсечка сигнала. ВыводыПроведён анализ поставленной задачи. Необходимо было изучить принципы работы генератора синусоидального сигнала. Получены практические навыки в проведении эксперимента и обработке его результатов. Часть 1: необходимо было произвести расчет элементов моста Вина, где выбрать конденсатор в пределах 500 пФ – 200 нФ (пользуясь номиналами ряда Е24) и резистор рассчитать таким образом, чтобы при выборе номиналов элементов из стандартного ряда Е24, точность соответствия частоты заданию была не хуже 1%, зафиксировать форму сигнала в режиме Transient, измерить амплитуду выходного напряжения генератора, получить спектр и оценить величину нелинейных искажений, изменяя сопротивление цепи ООС усилителя (в диапазоне +/- 200 % от исходного номинала) определить значение сопротивления, при котором происходит срыв колебаний (если он есть) и исследовать влияние сопротивления (т.е. коэффициента усиления) на время запуска колебаний генератора, исследовать влияние сопротивление цепи АРУ на амплитуду выходного сигнала генератора и его нелинейные искажения. Для исследования взять два значения резистора больше исходного и два – меньше (шаг изменения 5-10% номинала). Составить таблицы и построить графики зависимости амплитуды сигнала и его искажений от сопротивления. Часть 2: необходимо было повторить пункты 1-5 для данной схемы. Сравнивая результаты работы двух схем, можно сделать выводы: Плюсы схемы с параллельными диодами: Более высокая стабильность частоты колебаний за счет того, что каждый диод работает на своей точке характеристики, а значит, не зависит от других диодов. Более высокая мощность генерации за счет того, что каждый диод способен выдерживать большую мощность, чем в схеме с последовательными диодами. Минусы схемы с параллельными диодами: Более высокий уровень шума и искажений в генерируемом сигнале из-за того, что каждый диод работает на своей точке характеристики, а значит, может иметь различные нелинейности. Более сложная настройка и регулировка генератора за счет того, что каждый диод должен быть подобран по параметрам. Плюсы схемы с последовательными диодами: Более низкий уровень шума и искажений в генерируемом сигнале за счет того, что все диоды работают на одной точке характеристики, а значит, имеют одинаковые нелинейности. Более простая настройка и регулировка генератора за счет того, что не требуется подбирать каждый диод по параметрам. Минусы схемы с последовательными диодами: Более низкая стабильность частоты колебаний за счет того, что все диоды работают на одной точке характеристики, а значит, зависят друг от друга. Более низкая мощность генерации за счет того, что каждый диод должен выдерживать только часть общей мощности. Результаты экспериментального, предварительного, моделируемого расчётов, приведены в разделе 2. Заполнены таблицы зависимых величин: экспериментального расчёта. Были построены графики зависимостей для полученных данных.
|