POLITECHNIKA LUBELSKA w LUBLINIE |
|
LABORATORIUM ELEKTRONIKI Ćwiczenie Nr 5 |
||
Nazwisko : Gładyszewski Grądzki Jończyk |
Imię : Sławek Marcin |
Semestr IV |
Grupa E.D.4.4 |
Rok akadem. 1997/98 |
Temat ćwiczenia: Tranzystorowe generatory napięć sinusoidalnych |
|
|
Data wykonania 03.04.1998 |
Ocena |
Badanie generatora RC
Schemat badanego generatora RC
Wyznaczanie charakterystyki dynamicznej wzmacniacza podstawowego
Tabela pomiarowa
Uwe (V) |
0,0025 |
0,010 |
0,015 |
0,020 |
0,025 |
0,040 |
0,055 |
Uwy (V) |
0,1 |
1 |
1,5 |
2,1 |
2,5 |
4 |
5,4 |
Wyznaczanie charakterystyki dynamicznej czwórnika sprzężenia zwrotnego
Tabela pomiarowa
βmax |
U1' (V) |
0,05 |
0,25 |
0,5 |
1 |
2 |
- |
- |
|
U2' (V) |
0,036 |
0,090 |
0,2 |
0,4 |
0,425 |
- |
- |
βmin |
U1' (V) |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,75 |
1 |
- |
|
U2' (V) |
0,0272 |
0,035 |
0,075 |
0,155 |
0,3 |
0,4 |
- |
βpośr. |
U1' (V) |
0,05 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,5 |
0,75 |
1 |
|
U2' (V) |
0,02 |
0,038 |
0,0775 |
0,17 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
gdzie R=6,2k C=10nF
Wyznaczenie częstotliwości generowanej i napięcia wejściowego w zależności
od współczynnika sprzężenia.
Tabela pomiarowa
|
Ugen. [V] |
fGen. [Hz] |
βmax |
3,68 |
909,1 |
βmin |
2,12 |
1k |
βpośr. |
3,535 |
961,5 |
Badanie generatora Hartley'a
Wartość częstotliwości pracy generatora wyznaczona doświadczalnie wynosi f=7,81kHz, natomiast wyliczona teoretycznie f'=10,07kHz.
gdzie: L=2,5mH, C=0,1μF
Badanie generatora Colpitsa
.
Wartość częstotliwości pracy generatora wyznaczona doświadczalnie wynosi f=8,62kHz, natomiast wyliczona teoretycznie f'=9,642kHz
=9,642kHz gdzie: C1=0,1μF, C2=1μF, L=3mH
Wnioski
Generatory RC używane są szeroko w generacji niższych częstotliwości, dla których praktycznie nie można już realizować układów rezonansowych. Układ taki składa się ze stopnia wzmacniającego oraz czwórnika sprzęgającego w postaci przesuwnika fazowego (układ RC). W ćwiczeniu badano parametry czwórnika sprzężenia zwrotnego stopnia wzmacniającego oraz całego układu generatora. Amplituda drgań generowanych przez badany układ wyznaczono za pomocą metody tzw. `' funkcji opisującej „ .W metodzie tej zakładamy że ustalenie drgań występuje wtedy gdy warunek amplitudy kuu=1 jest spełniony dla I harmonicznej generowanego przebiegu. Amplitudę wyznaczamy z przecięcia się dwu charakterystyk dynamicznych (wzmacniacza i czwórnika sprzęgającego). Wzmacniacz badamy dla trzech różnych położeń potencjometru P. Otrzymywane charakterystyki mają przebieg opisana w instrukcji tzn. Krzywa rośnie początkowo liniowo następnie wolniej aż do osiągnięcia punktu w którym lekko spada. W wyniku przecięcia się charakterystyk otrzymaliśmy dwa punkty w których układ generuje częstotliwość 1kHz a różnymi napięciami. Napięcie to zależy od tego jak duże jest sprzężenie zwrotne. Układ generuje sygnał sinusoidalny o częstotliwości ok. 1kHz. Wynik ten otrzymano ze wzoru jak i z pomiarów dokonanych oscyloskopem. Badany generator generuje tylko jedną częstotliwość i aby ją zmienić należy zmienić jednocześnie wszystkie pojemności lub rezystancje w przesuwniku fazowym. Podczas wyznaczania częstotliwości generowanych drgań za pomocą oscyloskopu otrzymana wartość nie zależy od wartości sprzężenia, z wyjątkiem punktu w którym nie było sprzężenia zwrotnego (min.) wtedy układ nie pracował jako generator. Kształt przebiegu wyjściowego generatora zaobserwowany na oscyloskopie w zasadzie nie zmieniał się. Zgodnie z warunkiem amplitudy układ może wytwarzać drgania tylko wtedy , gdy wzmacniacz kompensujący działanie tłumiące czwórnika sprzężenia zwrotnego. Warunek fazy wskazuje, że drgania mogą wystąpić tylko wtedy, gdy suma przesunięć fazowych wnoszonych przez wzmacniacz i czwórnik sprzężenia zwrotnego wynosi zero lub wielokrotność 360o. Częstotliwość generowanego sygnału zależy głównie od elementów sprzężenia zwrotnego, natomiast amplituda sygnału od wzmocnienia wzmacniacza. W przypadku badania generatorów Hartleya oraz Colpitsa częstotliwości teoretyczne wyliczone ze wzorów dla każdego rodzaju generatora odbiegają nieznacznie od wartości odczytanych za pomocą oscyloskopu, co może być związane z dużą tolerancją elementów użytych w układach rezonansowych oraz z błędami pomiarowymi związanymi z pomiarem częstotliwości za pomocą oscyloskopu.