Politechnika Częstochowska

Laboratorium Elektroniki

Temat: Generatory drgań sinusoidalnych

Krzysztof Ordowski

Sławomir Kurzydym

grupa III rok III

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z wybranymi podstawowymi układami generatorów drgań sinusoidalnych ich budową , właściwościami i parametrami .

I) Generator Colpittsa

Tab.1) Wpływ zmian napięcia zasilającego na amplitudę sygnału wyjściowego .

Lp.	UCC [V]	Uwy [V]	Uwy [V]
1	15	5	7
2	12	4	5
3	10	3.6	4
4	8	2.8	3
5	6	2	1
6	5.5		0.4
7	5	1.4	0
8	4	0.8
9	3.6	0.4
10	3.5	0.2
11	3	0
		bez sprzężenia zwrotnego	ze sprzężeniem zwrotnym

Tab2) Wpływ zmian rezystancji obciążenia przyłączonej do wyjścia generatora Colpittsa.

Lp.	R [Ω]	UWY [V]	Uwagi	R [Ω]	UWY [V]	Uwagi
1	10000	6		10000	3.8
2	4000	4		6000	3
3	1000	3		4000	1.6
4	500	2		3900	1.2
5	300	1.2		3800	0.8
6	100	0.8	stała	3700	0.2
7	..	0.8	amplituda	3690	0.1
8	..	0.8	maleje	3680	0
9	40	0.8	częstotliwość
10	30	0.6
11	20	0.5
12	10	0.4
13	5	0.1
	bez sprzężenia zwrotnego			ze sprzężeniem zwrotnym

Częstotliwość zmierzona za pomocą miernika częstotliwości dla generatora Colpittsa wynosi :

- 4.883 kHz dla układu bez sprzężenia zwrotnego

- 4.985 kHz dla układu ze sprzężeniem zwrotnym

Częstotliwość obliczona

II) Generator RC

a) Układ z trójczłonowym przesuwnikiem fazowym

Częstotliwość zmierzona za pomocą miernika częstotliwości dla generatora RC wynosi 1.033 kHz

Częstotliwość obliczona

Krytyczny moduł wzmocnienia k_U0 wzmacniacza generatora RC

b) Układ z czteroczłonowym przesuwnikiem fazowym

Częstotliwość zmierzona za pomocą miernika częstotliwości dla generatora RC wynosi 1.962 kHz

Częstotliwość obliczona

Krytyczny moduł wzmocnienia k_U0 wzmacniacza generatora RC

III) Generator z mostkiem Wiena

Wpływ częstotliwości na amplitudę sygnału wyjściowego

Lp.	f [Hz]	UWY [V]	UWY [V]
1	210	7	5
2	220	9	5
3	230	9	5
4	240		7
5	250	9	8
6	300	10	8
7	315	11
8	320		8
9	350		7
		A	B

A -Układ bez stabilizacji amplitudy

B- Układ ze stabilizacją amplitudy

Częstotliwość zmierzona za pomocą miernika częstotliwości dla generatora wynosi 210 Hz

Częstotliwość obliczona

Wnioski :

W ćwiczeniu zapoznaliśmy się z budową oraz pracą trzech odmian generatorów sinusoidalnych .

W generatorze Colpittsa zaobserwowaliśmy zmiany amplitudy sygnału wyjściowego pod wpływem zmian napięcia zasilającego i rezystancji obciążenia dla generatora z ujemnym sprzężeniem zwrotnym oraz bez sprzężenia zwrotnego .

Sprzężenie zwrotne jest realizowane na rezystorze R₅ (rezystor R₄ ze względu na dużą swą wartość w stosunku do R₅ można pominąć przy analizie szacunkowej) gdzie odkładająca się część napięcia wyjściowego podawana jest na bazę tranzystora co ogranicza wzmocnienie, a co za tym idzie zawęża się zakres rezystancji obciążenia a także napięcia jakim można zasilić układ oraz zmniejsza się wartość rezystancji jaką można obciążyć generator . W zamian otrzymujemy większą stabilność amplitudy dla rezystancji obciążenia z zakresu 10000 - 6000 Ω . Wynika z tego że generator ten ma dużą rezystancję wyjściową i należy obciążyć go urządzeniem o dużej rezystancji wejściowej lub zastosować stopień separujący w postaci wtórnika emiterowego lub źródłowego .Jak widać ujemne sprzężenie zwrotne ma także wpływ na częstotliwość drgań generatora .

Dla generatora RC częstotliwości obliczona i zmierzona zwłaszcza dla czteroczłonowego przesuwnika fazowego wykazują pewne różnice .Przyczyną tego jest rezystancja wejściowa oraz wyjściowa wzmacniacza którą nie uwzględniają wzory służące do obliczeń f₀ . Krytyczny moduł wzmocnienia k_U0 wzmacniacza generatora RC zarówno dla trzy i czteroczłonowego przesuwnika fazowego jest większy niż minimalny wynikający z obliczeń teoretycznych i kształtuje się w granicach przyjmowanych w praktyce .Większa wartość modułu dla układu z czteroczłonowym przesuwnikiem fazowym jest oczywista ponieważ układ ten wprowadza większe tłumienie które należy zrównoważyć aby zachować pierwszy warunek generacji warunek amplitudy .

Dla generatora z mostkiem Wiena częstotliwości zmierzona i obliczona są bardzo zbliżone do siebie .Zastosowanie układu stabilizującego wartość amplitudy powoduje jej zmniejszenie w stosunku do układu bez stabilizacji czyli układ ten jest realizowany w oparciu o ujemne sprzężenie zwrotne o większym współczynniku tłumienia .

---