POLITECHNIKA ŚLĄSKA W GLIWICACH

Wydział Elektryczny

Kierunek Elektrotechnika

Semestr 4

Grupa 4

Labolatorium elektroniki

Temat: Generatory sinusoidalne

Sekcja 9

Strzelczyk Piotr

Szewczyk Rafał

Kańtoch Iwona

1. Problematyka ćwiczenia

Ćwiczenie dotyczy warunków generacji w generatorach sinusoidalnych ze sprzężeniem zwrotnym, stabilność częstotliwości generatora. Celem jest zapoznanie się z generatorami z filtrami LC i RC w gałęzi sprzężenia zwrotnego, z generatorami z przesuwnikami fazy, filtrami selektywnymi jak filtr i mostek Wiena, filtr i mostek T zbocznikowane oraz mostek podwójne T.

W ćwiczeniu badaliśmy pracę generatora Meissnera oraz generatora tranzystorowego RC z mostkiem typu podwójne T.

2. Przebieg ćwiczenia

Podstawowymi elementami generatorów ze sprzężeniem zwrotnym są wzmacniacz oraz filtr znajdujący się w pętli sprzężenia zwrotnego wzmacniacza.

Warunki generacji dla takiego układu przy założeniu liniowości układu:

k(jω) g(jω) =1 ,

gdzie: k(jω) transmitancja widmowa wzmacniacza

g(jω) transmitancja widmowa filtru,

oraz warunek fazy:

φ_k(ω) + φ_g(ω) = ±2kπ

Generator Meissnera

Dla generatora Meissnera przy nie spełnionych warunkach generacji obserwowaliśmy na oscyloskopie przebieg sygnału dla dwóch częstotliwości:

f = 13,62 kHz

f = 19,22 kHz

Przebiegi te nie były sinusoidalne.

• Zależność częstotliwości drgań własnych generatora f₀ w funkcji pojemności C dla 100 pF ≤ C ≤ 2000 pF przy spełnionych warunkach generacji (przebieg na oscyloskopie jest sinusoidalny).

C [pF]	f [kHz]
100		27,10
200		24,57
300		22,37
400		20,90
500		19,49
600		18,50
700		17,46
800		16,75
900		16,01
1000		15,46
1100		15,37
1200		14,87
1300		14,36
1400		13,93
1500		13,49
1600		13,16
1700		12,77
1800		12,48
1900		12,17
2000		11,92

Generator tranzystorowy RC z filtrem podwójne T

• Zdejmowanie charakterystyki napięcia wyjściowego w funkcji częstotliwości przy ustalonej pojemności na kondensatorze

C = 300 [pF]
Uwy [V]		f [kHz]
15,58			22,25
12,00			22,16
10,00			22,10
7,99			22,05
5,00			22,03

• Badanie zmian częstotliwości dla zmiennych rezystancji przy pomiarze przesunięcia fazowego ϕ filtru podwójne T (f₁), oraz dla układu generatora RC z filtrem podwójne T (f₂)

R [Ω]	f1 [kHz]		f2 [kHz]
2500		8,8		9,78
2000		9,26		10,22
1500		10,12		10,85
1000		11,46		11,92
500		14,7		14,42
250		16,95		17,93
150		19,29		21,37

3. Wnioski

W generatorze LC Meissnera im większa pojemność kondensatora w pętli sprzężenia zwrotnego tym mniejsza wartość generowanej częstotliwości.

Wraz ze wzrostem pojemności przyrosty częstotliwości są coraz mniejsze.

W przypadku generatora RC z filtrem podwójne T obserwujemy podobną zależność ( wraz ze wzrostem rezystancji maleje częstotliwość generowanych drgań ).

W generatorze Meissnera istnieje możliwość łatwego przestrajania częstotliwości poprzez zmianę pojemności lub indukcyjności.

Generator LC charakteryzuje się możliwością uzyskania dużej mocy przy dobrej sprawności.

Wadą generatora LC jest niestabilność generowanej częstotliwości.

W przypadku generatora z filtrem podwójne T wzmocnienie α wzmacniacza musi wynosić co najmniej α=11. Jest to związane ze spełnieniem warunku amplitudy, ponieważ sam filtr tłumi sygnał.

---