Cel ćwiczenia

Zastosowane rozwiązanie pozwala badać układy generatorów z tranzystorem pracującym

w dowolnej konfiguracji (WE, WB, WC). Poszczególne generatory LC zestawia się z układu
aktywnego, skonstruowanego z wykorzystaniem tranzystora T i z czwórnika selektywnego
w postaci równoległego układu rezonansowego LC.

Układy poszczególnych generatorów uzyskuje się poprzez zbudowanie jednoobwodowego

wzmacniacza  rezonansowego,  (nie  wprowadzającego  przesunięcia  fazowego  na  częstotliwości
roboczej),  pracującego  w  wybranym  układzie  pracy  tranzystora  i  objęcie  go  pętlą  dodatniego
sprzężenia  zwrotnego  (zwarcie  wejścia  wzmacniacza  selektywnego  z  jego  wyjściem).  Istnieje
również  możliwość  budowy  generatorów  złożonych  z  szerokopasmowego  wzmacniacza
oporowego  i  odpowiedniego  czwórnika  sprzężenia  (rzadko  stosowanych  w  praktyce).
Zastosowany  w  modelu  układ  rezonansowy  ma  konstrukcję  uniwersalną,  co  objawia  się
podzieleniem  za  pomocą  odczepów  cewki  stanowiącej  indukcyjność  główną  obwodu,
podzieleniem za pomocą odczepów kondensatora stanowiącego pojemność równoległą obwodu,
zastosowaniem stopniowanej cewki sprzęgającej oraz równoległego potencjometru P0 służącego
do  doboru  dobroci  Q  obwodu.  Zastosowanie  stopniowania  elementów  składowych  układu
rezonansowego  pozwala  na  budowanie  z  niego  czwórnika  selektywnego  o  zmiennej
(w zależności  od  wybranego  odczepu  cewki  czy  kondensatora)  przekładni,  pozwala  wybrać
rodzaj  sprzężenia  (dzielnik  pojemnościowy,  dzielnik  indukcyjny,  transformator)  oraz  zmieniać
dobroć układu (straty w układzie).

Taka konstrukcja układu rezonansowego pozwala budować:



wzmacniacze

rezonansowe

dopasowaniem

obciążenia za pomocą dzielnika

pojemnościowego, z których po wprowadzeniu dodatniego sprzężenia zwrotnego powstają
generatory Colpittsa,



wzmacniacze rezonansowe z dopasowaniem obciążenia za pomocą dzielnika indukcyjnego,
z których po wprowadzeniu dodatniego sprzężenia zwrotnego powstają generatory Hartleya,



wzmacniacze rezonansowe z transformatorowym dopasowaniem obciążenia, z których po
wprowadzeniu dodatniego sprzężenia zwrotnego powstają generatory Meissnera.

Zastosowany w modelu układ aktywny jest zbudowany z jednego tranzystora bipolarnego

z potencjometrycznym  układem  polaryzacji  bazy  wykonanym  z  rezystora  RB1  i  potencjometru
P1.  Potencjometr  P1  służy  do  regulacji  prądu  kolektora.  W  emiterze  tranzystora  znajduje  się
szeregowe  połączenie  rezystora  RE  i  potencjometru  P2. Potencjometr  P2  przewidziany  jest  do
regulacji  wzmocnienia.  Do  ewentualnego  wykorzystania  jako  rezystory  kolektorowe
przewidziano rezystory RC1, RC2. W celu prowadzenia sygnału oraz zwierania poszczególnych
węzłów układu do masy (dla składowej zmiennej) zastosowano kondensatory CB, CE, CC, CG.
Schematy ideowe poszczególnych generatorów zamieszczono w tabeli 1.

T. 1. Schematy ideowe generatorów LC dla trzech układów pracy (WE,WB, WC) tranzystora bipolarnego

Gen. Meissnera

Gen. Hartleya

Gen. Colpittsa

Uwaga!

W praktycznych rozwiązaniach generatorów LC nie używa się elementów regulacyjnych do ustalania

punktu pracy elementu aktywnego i do ustalania wartości wzmocnienia (w układach tych nie występują
żadne potencjometry). Zarówno punkt pracy jak i wzmocnienie ustalane są poprzez precyzyjny dobór
wartości rezystancji, stosunków pojemności , stosunków indukcyjności lub przekładni.

Układ pomiarowy wykorzystywany do badań generatorów sinusoidalnych RC, pracujących

z mostkiem Wiena, czwórnikiem „TT” i z czwórnikami łańcuchowymi znajduje się w prawej
części modelu laboratoryjnego. Widok płyty czołowej sekcji modelu przeznaczonej do badań
generatorów RC przedstawiony jest na rysunku 2.

Rys. 2.

Widok płyty czołowej sekcji modelu przeznaczonej do badań generatorów LC

Układ pomiarowy składa się z uniwersalnego wzmacniacza zbudowanego z zastosowaniem

scalonego wzmacniacza operacyjnego i czterech czwórników sprzężenia zwrotnego: czwórnika
Wiena,

czwórnika

„TT”,

dolnoprzepustowego

czwórnika

łańcuchowego

(3RC)

i górnoprzepustowego czwórnika łańcuchowego (3CR). Oba czwórniki łańcuchowe mają
możliwość dołączenia dodatkowej sekcji. Zastosowany w układzie wzmacniacz ma konstrukcję
pozwalającą na uzyskanie odpowiednich dla poszczególnych czwórników wartości wzmocnienia
i przesunięcia fazowego. Wartość wzmocnienia jest regulowana potencjometrem P3.

Dla generatora z mostkiem Wiena wejście układu stanowi wejście nieodwracające

wzmacniacza operacyjnego, rezystor R1 jest dołączony do masy układu. Rezystor R2 pozostaje
odłączony.

Dla pozostałych generatorów wejście nieodwracające wzmacniacza operacyjnego dołączone

jest do masy układu, a wejście sygnałowe stanowi zacisk rezystora R2. Rezystor R1 pozostaje
odłączony.

Wzmacniacz jest wyposażony w element nieliniowy wykonany jako dwójnik z diod D1, D2,

przeznaczony do stabilizacji amplitudy sygnału wyjściowego, który można dołączyć równolegle
do rezystora R3. Poszczególne generatory buduje się dołączając wyjście wybranego czwórnika
sprzężenia zwrotnego do wejścia wzmacniacza z jednoczesnym połączeniem wyjścia
wzmacniacza do wejścia wybranego czwórnika sprzężenia.

Program ćwiczenia

Program ćwiczenia jest przedstawiony w formie poleceń, które należy ściśle wykonywać

w podanej kolejności.

Sprawozdanie z ćwiczenia ma zawierać odpowiedzi na pytania zawarte w treści

programu ćwiczenia.

1. Ustawianie statycznego punktu pracy tranzystora



Zmontować wzmacniacz rezonansowy w układzie WE zgodnie z rys. 3a

Uwaga! Kondensator blokujący zasilanie (dołączony do zacisku zasilania) znajduje się

wewnątrz modelu.



Ustawić potencjometry: P0 – połowa skali; P1 – 0; P2 – połowa skali.



Dołączyć sondy oscyloskopowe: CH I do emitera tranzystora, CH II do kolektora
tranzystora.



Ustawić oscyloskop w obu kanałach:  czułość  –  2V/dz, sprzężenie  –  GND, pozycja  –
dolna  krawędź  ekranu.  Przełącznik  sprzężenie  w  obu  kanałach  przestawić  w  pozycję
DC. Włączyć zasilanie modelu. Lina CH II (kolektor) powinna pojawić się na środku
ekranu, co odpowiada napięciu kolektora  8V. Linia CH I (emiter) powinna pozostać
na 0V (tranzystor odcięty).



Za pomocą potencjometru P1 można zmieniać położenia linii CH I (napięcie emitera)
w zakresie od 0 do 3.2V. Ustawić P1 tak, aby napięcie emitera było równe 2.0V.
Uwaga! Nastawy potencjometru P1 nie należy zmieniać przez cały czas trwania
ćwiczenia.

Rys.3. wzmacniacze rezonansowe, a) w układzie WE, b) w układzie WB

2. Badanie własności wzmacniacza rezonansowego WE



Dołączyć generator sygnału sinusoidalnego do bazy tranzystora przez kondensator 1μF
(wejście wzmacniacza WE). Ustawić częstotliwość generatora równą częstotliwości
rezonansowej obwodu, wyliczonej z danych L

, C

. Dobrać poziom sygnału

z generatora tak, aby amplituda składowej zmiennej napięcia na kolektorze tranzystora
wynosiła 4Vpp.



Precyzyjnie  skorygować  częstotliwość  generatora  tak,  aby  uzyskać  maksymalną
amplitudę  składowej  zmiennej  na  kolektorze  tranzystora.  Dla  skorygowanej
częstotliwości  (rzeczywistej  częstotliwości  rezonansowej  obwodu)  ustawić  poziom
sygnału  z  generatora  tak,  aby  amplituda  składowej  zmiennej  napięcia  na  kolektorze
wynosiła 8Vpp.



Sprawdzić jak zmienia się amplituda składowej zmiennej na kolektorze przy
odstrajaniu częstotliwości generatora w górę i w dół od częstotliwości rezonansowej.
Wyjaśnić przyczynę.



Wyznaczyć pasmo przenoszenia wzmacniacza na podstawie pomiarów dolnej i górnej
częstotliwości granicznej, przy której amplituda składowej zmiennej napięcia na
kolektorze zmniejsza się o 6dB tzn. z 8Vpp do 4Vpp.



Powrócić do rzeczywistej częstotliwości rezonansowej obwodu, przy której uzyskuje
się maksymalną amplitudę składowej zmiennej na kolektorze.



Zmieniając położenie potencjometru P0 zaobserwować jak zmienia się amplituda
składowej zmiennej na kolektorze. Wyjaśnić przyczynę. Powrócić do nastawy P0 w
połowie skali.



Zmieniając położenie potencjometru P2 zaobserwować jak zmienia się amplituda
składowej zmiennej napięcia na kolektorze. Wyjaśnić przyczynę. Powrócić do nastawy
P2 w połowie skali.



Zwiększając poziom sygnału z generatora doprowadzić do stanu, w którym minimalna
wartość napięcia na kolektorze osiąga wartość napięcia na emiterze 2V (tranzystor
nasyca się U

=0). Maksymalna wartość napięcia na kolektorze osiąga wówczas

13…14V, a więc jest większa od napięcia zasilania prawie 2 razy. Powrócić do
amplitudy 8Vpp składowej zmiennej na kolektorze.

3. Ustawianie warunku generacji w układzie WE



Odłączyć sondy oscyloskopowe od emitera i kolektora tranzystora.



Sondę CH I podłączyć do wejścia wzmacniacza (równolegle z generatorem

sygnałowym). Sondę CH II podłączyć do cewki sprzęgającej obwodu rezonansowego:
masa  do  zacisku  0.000,  „gorący”  do  zacisku  0.050.  W  obu  kanałach  oscyloskopu
ustawić: czułość – 0.1V/dz, sprzężenie – AC, pozycja – środek ekranu. Zaobserwować
jak  zmienia  się  amplituda  i  faza  obu  sygnałów  przy  niewielkim  odstrajaniu  od
częstotliwości rezonansowej. Powrócić do częstotliwości rezonansowej.



Pozostawiając  masę  sondy  oscyloskopowej  na  zacisku  0.000  cewki  sprzęgającej,
dołączać  przewód  „gorący”  do  innych  zacisków  cewki  sprzęgającej,  do  zacisków
(odczepów)  cewki  głównej  obwodu  rezonansowego  oraz  do  zacisków  dzielnika
pojemnościowego  obwodu  rezonansowego.  Należy  zaobserwować,  że  napięcia  na
zaciskach  cewki  sprzęgającej,  cewki  głównej  i  dzielnika  pojemnościowego  mają
zawsze jednakowe fazy i jednakowe amplitudy dla określonej wartości  współczynnika
podziału (U/U

=0.025, 0.050, 0.075, …). Dołączyć ponownie „gorący” przewód sondy

do zacisku 0.050 cewki sprzęgającej.



Przełączyć oscyloskop w tryb pracy XY. Skorygować i zanotować częstotliwość, przy
której przesunięcie fazowe pomiędzy sygnałem wejściowym i wyjściowym wynosi
180° (ukośna cienka linia na ekranie).



Zamienić końcówki sondy CH II: masa do zacisku 0.050; „gorący” do zacisku 0.000.
Wyjaśnić przyczynę zmiany położenia linii ukośnej na ekranie. Przełączyć oscyloskop
w tryb pracy napięcie-czas. Za pomocą potencjometru P2 doprowadzić do

precyzyjnego pokrycia się sygnałów w obu kanałach oscyloskopu. Pokrycie obu
sygnałów oznacza, że wzmocnienie wzmacniacza wynosi 1 oraz przesunięcie fazowe
wynosi 0°, a zatem spełniony jest warunek generacji. Zanotować częstotliwość
generatora.

. Badanie generatora Meisnera WE



Odłączyć generator sygnałowy i sondę CH II oscyloskopu oraz połączyć zacisk 0.050
cewki sprzęgającej do masy wzmacniacza i zacisk 0.000 cewki sprzęgającej do wejścia
wzmacniacza.  Na  ekranie  w  CH  I  powinien  pojawić  się  sygnał  sinusoidalny  o  małej
amplitudzie.  Brak  sygnału  może  wynikać  z  nieprecyzyjnego  wykonania  poprzednich
operacji  lub  z  powodu  obciążenia  uzwojenia  sprzęgającego  inną  niż  oscyloskop
impedancją  wejściową  wzmacniacza.  Należy  wówczas  nieznacznie  zwiększyć
wzmocnienie wzmacniacza obracając potencjometr P2 w prawo.



Za pomocą miernika częstotliwości dołączonego do wejścia wzmacniacza (równolegle
z sondą CH I oscyloskopu) zmierzyć częstotliwość generowanego sygnału.



Sondę  CH  I  oscyloskopu  odłączyć  od  wejścia  wzmacniacza  i  dołączyć  do  emitera
tranzystora  Sondę  CH  II  dołączyć  do  kolektora  tranzystora.  W  obu  kanałach
oscyloskopu  ustawić:  czułość  –  2V/dz,  sprzężenie  –  GND,  pozycja  –  dolna  krawędź
ekranu. Przełącznik sprzężenie w obu kanałach oscyloskopu przestawić w pozycję DC.
Potencjometr P2 ustawić tak, aby amplituda składowej zmiennej napięcia na kolektorze
tranzystora wynosiła 8Vpp.



Zaobserwować  wpływ  dobroci,  wzmocnienia  oraz  odczepu  na  cewce  sprzęgającej
obwodu  rezonansowego  na  amplitudę,  zniekształcenia  i  częstotliwość  generowanego
sygnału.  Przy  znacznym  przekroczeniu  warunku  amplitudy  i  małej  dobroci  obwodu
rezonansowego  układ  generuje  sygnał  o  modulowanej  amplitudzie  lub  wzbudza  się
i gaśnie  cyklicznie.  Drgania  mają  charakter  relaksacyjny  i  polegają  na  cyklicznej
zmianie punktu pracy. Praktycznie sprawdzić występowanie wymienionego efektu.



Powrócić do nastawy P0 w połowie zakresu oraz P2 tak, aby amplituda składowej
zmiennej na kolektorze wynosiła 8Vpp.

5. Badanie generatora Hartleya i Colpittsa WE



Nie zmieniając nastaw potencjometrów P0 i  P2, pozostawiając sondy oscyloskopowe
na  emiterze  i  kolektorze  tranzystora  oraz  sondę  miernika  częstotliwości  na  wejściu
wzmacniacza, przebudować układ na generator Hartleya WE, a następnie na generator
Colpittsa  WE.  W  układzie  Colpittsa  konieczne  jest  zastosowanie  dodatkowego
rezystora,  umożliwiającego  przepływ  prądu  stałego  do  kolektora  tranzystora
dołączonego  tak,  aby  w  minimalnym  stopniu  oddziaływał  na  dobroć  obwodu
rezonansowego.  Zastosować  rezystor  RC1  (4.7k)  zgodnie  ze  schematem.  Każdy  z
układów powinien generować na bardzo zbliżonej częstotliwości z podobną amplitudą
składowej zmiennej sygnału na kolektorze tranzystora.



Dla układu Hartleya i Colpittsa wyjaśnić w jaki sposób spełniony jest warunek fazy
i amplitudy.



Dlaczego w układzie Colpittsa nastąpiło przesunięcie składowej stałej napięcia na
kolektorze?



Zaobserwować  wpływ  dobroci,  wzmocnienia  oraz  odczepu  na  cewce  obwodu
rezonansowego  lub  dzielniku  pojemnościowym  na  amplitudę,  zniekształcenia
i częstotliwość  generowanego  sygnału.  Sprawdzić  skłonność  układu  do  powstawania
drgań relaksacyjnych przy znacznym przekroczeniu warunku amplitudy.

6. Ustawianie warunku generacji w układzie WB



Pozostawiając  sondy  oscyloskopowe  na  emiterze  i  kolektorze  tranzystora,  odłączyć
sondę  miernika  częstotliwości  oraz  przebudować  układ  na  wzmacniacz  rezonansowy
WB zgodnie z rys. 3b. W stosunku do układu WE wystarczy dla składowej zmiennej
odłączyć  od  masy  suwak  potencjometru  P2  oraz  dołączyć  do  masy  bazę  tranzystora.
Ustawić  potencjometry:  P0  –  połowa  zakresu;  P2  –  połowa  zakresu.  Wykonane
operacje  nie  powodują  zmiany  statycznego  punktu  pracy  tranzystora  ustawionego
w pkt. 1, co potwierdzi położenie linii na ekranie oscyloskopu.



Dołączyć  generator  sygnału  sinusoidalnego  do  suwaka  potencjometru  P2  przez
kondensator 1μF (wejście wzmacniacza WB). Ustawić częstotliwość generatora równą
częstotliwości  rezonansowej  obwodu  (maksymalna  amplituda  składowej  zmiennej  na
kolektorze  tranzystora).  Dobrać  poziom  sygnału  z  generatora  tak,  aby  amplituda
składowej zmiennej napięcia na kolektorze tranzystora wynosiła 4Vpp.



Odłączyć  sondy  oscyloskopowe  od  kolektora  i  emitera  tranzystora.  Sondę  CH  I
podłączyć do wejścia wzmacniacza (suwak potencjometru P2 przez kondensator 1μF).
Sondę  CH  II  podłączyć  do  cewki  sprzęgającej      obwodu  rezonansowego:  masa  do
zacisku  0.000;  „gorący”  do  zacisku  0.050.  W  obu  kanałach  oscyloskopu  ustawić:
czułość  –  0.1V/dz,  sprzężenie  –  AC,  pozycja  –  środek  ekranu.  Zaobserwować  jak
zmienia  się  amplituda  i  faza  obu  sygnałów  przy  niewielkim  odstrajaniu  od
częstotliwości rezonansowej. Powrócić do częstotliwości rezonansowej.



=0.025, 0.050, 0.075, …). Dołączyć ponownie „gorący” przewód sondy

do zacisku 0.050 cewki sprzęgającej.



Przełączyć oscyloskop w tryb pracy XY. Skorygować i zanotować częstotliwość, przy
której przesunięcie fazowe pomiędzy sygnałem wejściowym i wyjściowym wynosi 0°
(ukośna cienka linia na ekranie).



Przełączyć  oscyloskop  w  tryb  pracy  napięcie  –  czas.  Za  pomocą  potencjometru  P2
doprowadzić  do  precyzyjnego  pokrycia  się  sygnałów  w  obu  kanałach  oscyloskopu.
Pokrycie  obu  sygnałów  oznacza,  że  wzmocnienie  wzmacniacza  wynosi  1  oraz
przesunięcie fazowe wynosi 0°, a zatem spełniony jest warunek generacji. Zanotować
częstotliwość generatora.

7. Badanie generatora Meisnera WB.



Odłączyć generator sygnałowy i sondę CH II oscyloskopu oraz połączyć zacisk 0.000
cewki sprzęgającej do masy wzmacniacza i zacisk 0.050 cewki sprzęgającej do wejścia
wzmacniacza.  Na  ekranie  w  CH  I  powinien  pojawić  się  sygnał  sinusoidalny  o  małej
amplitudzie.  Brak  sygnału  może  wynikać  z  nieprecyzyjnego  wykonania  poprzednich
operacji  lub  z  powodu  obciążenia  uzwojenia  sprzęgającego  inną  niż  oscyloskop
impedancją  wejściową  wzmacniacza.  Należy  wówczas  nieznacznie  zwiększyć
wzmocnienie wzmacniacza obracając potencjometr P2 w prawo.



Za pomocą miernika częstotliwości dołączonego do wejścia wzmacniacza (równolegle
z sondą CH I oscyloskopu) zmierzyć częstotliwość generowanego sygnału.



Sondę CH I oscyloskopu odłączyć od wejścia wzmacniacza i dołączyć do emitera
tranzystora. Sondę CH II dołączyć do kolektora tranzystora. W obu kanałach

oscyloskopu ustawić: czułość – 2V/dz, sprzężenie – GND, pozycja – dolna krawędź
ekranu. Przełącznik sprzężenie w obu kanałach oscyloskopu przestawić w pozycję DC.
Potencjometr P2 ustawić tak, aby amplituda składowej zmiennej napięcia na kolektorze
tranzystora wynosiła 8Vpp.



Zaobserwować  wpływ  dobroci,  wzmocnienia  oraz  odczepu  na  cewce  sprzęgającej
obwodu  rezonansowego  na  amplitudę,  zniekształcenia  i  częstotliwość  generowanego
sygnału.  Sprawdzić  skłonność  układu  do  powstawania  drgań  relaksacyjnych  przy
znacznym przekroczeniu warunku amplitudy.



Powrócić do nastawy P0 w połowie zakresu oraz P2 tak, aby amplituda składowej
zmiennej na kolektorze wynosiła 8Vpp.

8. Badanie generatora Hartleya i Colpittsa WB



Nie zmieniając nastaw potencjometrów P0 i  P2, pozostawiając sondy oscyloskopowe
na  kolektorze  i  emiterze  tranzystora  oraz  sondę  miernika  częstotliwości  na  wejściu
wzmacniacza,  przebudować  układ  na  generator  Hartleya  WB,  a  następnie  Colpittsa
WB.  W  tym  celu  należy  przewód  podłączony  do  zacisku  0.050  uzwojenia
sprzęgającego przenieść  do zacisku  0.050 uzwojenia głównego (Hartley),  a następnie
do  zacisku  0.050  dzielnika  pojemnościowego  (Colpitts).  Każdy  z  układów  powinien
generować  na  zbliżonej  częstotliwości  z  podobną  amplitudą  składowej  zmiennej
sygnału na kolektorze tranzystora.



Potwierdzić poznany w poprzednich układach generatorów wpływ dobroci,
wzmocnienia oraz odczepu na cewce lub dzielniku pojemnościowym na amplitudę,
zniekształcenia i skłonność do powstawania drgań relaksacyjnych.



Powrócić do nastawy P0 w połowie zakresu oraz P2 tak, aby amplituda składowej
zmiennej na kolektorze tranzystora wynosiła 8Vpp.

9. Badanie generatora Meisnera, Hartleya i Colpittsa WC



Analizując schematy generatorów można wykazać, że odpowiednie układy
generatorów WC powstają z układów WB przez odłączenie od masy bazy i dołączenie
do masy (dla składowej zmiennej) kolektora tranzystora.



Nie zmieniając nastaw potencjometrów P0 i P2, pozostawiając sondy oscyloskopowe
na kolektorze i emiterze tranzystora oraz sondę miernika częstotliwości (na suwaku P2
przez kondensator 1μF), przebudować układ na dowolny generator WC. Zwrócić
uwagę, że zacisk obwodu rezonansowego oznaczony kropką musi być podłączony do
masy, a sprzężenie zwrotne realizowane jest przez podłączenie do zacisku 0.050.



Regulując potencjometrem P2 doprowadzić do pojawienia się na emiterze tranzystora
sygnału sinusoidalnego o amplitudzie 2Vpp. Napięcie na kolektorze pozostaje stałe,
równe napięciu zasilania – wyjaśnić dlaczego.



Sondę oscyloskopu CH II przenieść z kolektora na bazę tranzystora. Czym różnią się
sygnały na bazie i emiterze tranzystora?



Nie zmieniając nastaw potencjometrów P0 i P2 sprawdzić działanie pozostałych dwóch
generatorów  w  układzie  WC.  W  tym  celu  należy  zmieniać  podłączenie  przewodu
łączącego  suwak  potencjometru  P2  z  zaciskiem  obwodu  rezonansowego  0.050
(zgodnie ze schematem w tablicy generatorów). Każdy z układów powinien generować
na  zbliżonej  częstotliwości  z  podobną  amplitudą  składowej  zmiennej  na  emiterze
i bazie tranzystora.



Potwierdzić poznany w poprzednich układach generacyjnych wpływ dobroci,
wzmocnienia oraz odczepu na cewce lub dzielniku pojemnościowym na amplitudę,
zniekształcenia i skłonność do drgań relaksacyjnych.

Uwaga! Najczęściej stosowanym w praktyce generatorem LC (szczególnie w zakresach

w.cz.)  jest  układ  Colpittsa  WC.  Pracuje  przy  małej  amplitudzie  napięcia  na  obwodzie
rezonansowym,  charakteryzuje  się  małą  skłonnością  do  drgań  relaksacyjnych  przy
przekroczeniu  warunku  amplitudy  oraz  dużą  stałością  częstotliwości  w  funkcji  typowych
czynników destabilizujących (zmiany napięcia zasilania, temperatury, obciążenia).

10. Badanie charakterystyki przejściowej wzmacniacza operacyjnego (WO)



Wejście    „+”  WO  podłączyć  do  masy,  potencjometr  P3  ustawić  w  połowie  zakresu
(500k).  Sinusoidalny  lub  trójkątny  sygnał  z  generatora  o  częstotliwości  300Hz  podać
na  CH  I  (X)  oscyloskopu  oraz  na  wejście  „–”  WO    z  rezystorem  szeregowym  220k
(zastosować  trójnik  BNC).  Sondę  CH  II  (Y)  oscyloskopu  dołączyć  do  wyjścia  WO.
Ustawić oscyloskop w tryb pracy XY ze sprzężeniem DC w obu kanałach. Czułość CH
I  (X)  –  0.5V/dz,  czułość  CH  II  (Y)  –  2V/dz.  Dobrać  amplitudę  sygnału  z  generatora
tak, aby uzyskać na ekranie charakterystykę przejściową wzmacniacza z widocznymi
obszarami nasycenia.



Zaobserwować  wpływ  nastawy  potencjometru  P3  na  wzmocnienie  wzmacniacza.
Znając  wartości  rezystorów  w  układzie  wyznaczyć  teoretycznie  i  sprawdzić
doświadczalnie zakres regulacji wzmocnienia za pomocą potencjometru P3. Powrócić
do  nastawy  P3  w  połowie  zakresu.  Dołączając  i  odłączając  diody  równolegle  do
rezystora  110k,  zaobserwować,  jakim  zmianom  podlega  kształt  charakterystyki
przejściowej  wzmacniacza.  Wyjaśnić  przyczynę  zmiany  kształtu  charakterystyki
przejściowej.



Nie  zmieniając  nastaw  generatora  i  oscyloskopu  podłączyć  sygnał  z  generatora  do
wejścia    „–”  WO  z  rezystorem  szeregowym  22k.  Wyznaczyć  teoretycznie  zakres
regulacji  wzmocnienia,  powtórzyć  obserwację  charakterystyki  przejściowej  przy
zmianach  nastawy  P3  oraz  dołączonych  diodach  równolegle  do  rezystora  110k.
Powrócić do nastawy P3 w połowie zakresu.



Nie  zmieniając  nastaw  generatora  i  oscyloskopu  podłączyć  sygnał  z  generatora  do
wejścia    „+”  WO,  uziemiając  wejście    „–”  WO  z  rezystorem  220k,  następnie
z  rezystorem  22k.  Za  każdym  razem  wyznaczyć  teoretycznie  zakres  regulacji
wzmocnienia,  powtórzyć  obserwację  charakterystyki  przejściowej  przy  zmianach
nastawy P3 oraz diod dołączanych równolegle do rezystora 110k. Powrócić do nastawy
P3 w połowie zakresu.

11. Badanie charakterystyki częstotliwościowej czwórników: TT, Wiena, 3RC, 4RC,
3CR, 4CR



Sygnał z generatora sinusoidalnego podać na wejście badanego czwórnika oraz na CH
I  oscyloskopu  (zastosować  trójnik  BNC).    Sondę  CH  II  oscyloskopu  dołączyć  do
wyjścia badanego czwórnika. Ustawić w obu kanałach oscyloskopu: sprzężenie – AC,
pozycja  –  środek  ekranu,  czułość  –  stosownie  do  potrzeb.  Zmieniając  częstotliwość
sygnału  w  zakresie  500Hz…15kHz  obserwować  czy  zmiany  napięcia  na  wyjściu
badanego  czwórnika  odpowiadają  znanej  z  teorii  jego  charakterystyce
częstotliwościowej.



Przełączyć  oscyloskop  w  tryb  pracy  XY,  znaleźć  i  zanotować  częstotliwość,  przy
której  przesunięcie  fazy  pomiędzy  sygnałami  wejściowym  i  wyjściowym  wynosi  0°
lub 180°. Oszacować wartość tłumienia czwórnika dla tej częstotliwości.



Korzystając ze wzorów zamieszczonych w podręczniku wyznaczyć teoretyczne
częstotliwości generacji i tłumienia badanych czwórników.

12. Ustawienie warunku generacji dla badanego czwórnika w połączeniu z WO



Sondę CH II przenieść z wyjścia badanego czwórnika na wyjście WO. Wyjście

badanego czwórnika podłączyć do właściwego z punkty widzenia spełnienia warunku
generacji wejścia WO.



Pozostawiając oscyloskop w trybie pracy XY skorygować częstotliwość generatora
oraz dobrać nastawę potencjometru P3 tak, aby spełnić warunki generacji. Zanotować
wartość częstotliwości.

13. Badanie generatora RC



Odłączyć generator i sondę CH I oscyloskopu, przełączyć oscyloskop w tryb pracy
napięcie – czas, ustawić w kanale CH II oscyloskopu: czułość – 2V/dz; sprzężenie –
AC; pozycja – środek ekranu. Dołączyć do wyjścia WO sondę miernika częstotliwości.



Połączyć  wyjście  WO  z  wejściem  badanego  czwórnika.  Na  ekranie  oscyloskopu
powinien  pojawić  się  sygnał  sinusoidalny.  Brak  sygnału  może  wynikać
z  nieprecyzyjnego  wykonania  poprzednich  operacji.  Należy  wówczas  nieznacznie
zwiększyć  wzmocnienie  wzmacniacza  obracając  potencjometr  P3  w  prawo.
Zaobserwować jak zmienia się amplituda generowanego sygnału przy zmianie wartości
potencjometru  P3.  W  miarę  możliwości  ustawić  P3  tak,  aby  generowany  sygnał
sinusoidalny  miał  amplitudę  8Vpp.  Zanotować  i  porównać  z  poprzednimi  punktami
częstotliwość  generowanego  sygnału.  Wyjaśnić,  dlaczego  pojawiają  się  trudności
z nastawieniem pożądanej amplitudy generowanego sygnału.



Dołączyć  diody  równolegle  do  rezystora  110k.  Zaobserwować  jak  teraz  zmienia  się
amplituda generowanego sygnału przy zmianie wartości potencjometru P3. Ustawić P3
tak,  aby  amplituda  generowanego  sygnału  wynosiła  8Vpp.  Zanotować  i  porównać
z  poprzednimi  punktami  częstotliwość  generowanego  sygnału.  Wyjaśnić
zaobserwowane zjawisko.

Przygotowanie do ćwiczenia

Dla poprawnego wykonania ćwiczenia bezwzględnie wymagane jest wysłuchanie wykładu

„Generatory sinusoidalne” (przedmiot wariantowy „Układy Analogowe II” ) oraz zapoznanie się
z jedną z wybranych obowiązkowych pozycji literaturowych.

Przygotowanie sprawozdania

Sprawozdanie z ćwiczenia ma zawierać odpowiedzi na pytania zawarte w treści programu

ćwiczenia.

Literatura obowiązkowa

1. J. Baranowski, G. Czajkowski, Układy Elektroniczne cz.II. Układy analogowe nieliniowe

i impulsowe, WNT 1993, str. 155-204,

2. J. Pawłowski, Wzmacniacze i Generatory, WKŁ 1980, str. 723-839,
3. M. Niedźwiedzki, M. Rasiukiewicz, Nieliniowe elektroniczne układy analogowe, WNT 1992,

str. 92-259.

Literatura pomocnicza

1.  W. Golde, Układy elektroniczne tom II, WNT 1976, str. 52-174,
2.  A. Filipkowski, Układy elektroniczne analogowe i cyfrowe ,WNT 1993, str. 367-399,
3.  U. Tietze, C. Schenk, Układy Półprzewodnikowe, WNT 1996, str. 482-512.