Politechnika Śląska, Gliwice, wydz. Elektryczny

Elektrotechnika sem. III gr. 1 sekcja 9

Laboratorium podstaw elektroniki

Temat ćwiczenia: Generatory sinusoidalne.

Piotr Brzoza

Zbigniew Gawron

1. Cel ćwiczenia

Zapoznanie się z generatorami przebiegów sinusoidalnych opartych o wzmacniacze z filtrami w gałęzi sprzężenia zwrotnego oraz wpływem zmiany parametrów filtrów na właściwości generowanego przebiegu.

2. Schemat stanowiska pomiarowego

1. Generator Meissnera

b) Generator tranzystorowy RC z filtrem podwójne T

c) Filtr podwójne T

3. Przebieg ćwiczenia

1. Generator Meissnera

Ćwiczenie rozpoczęto od ustalenia wartości potencjometrów sprzężenia zwrotnego, rezystancji emitera i napięcia zasilania dla których przebieg generowany przez generator Meissnera był najbardziej sinusoidalny. Następnie zaobserwowano jaki wpływ na uzyskany przebieg ma zmiana pojemności filtra na częstotliwość badanego przebiegu. Pojemność zwiększano do 2000 pF włączając równolegle kondensatory w obwód filtra, odczyt częstotliwości odbywał się za pomocą opcji MEASURE oscyloskopu. Otrzymane pomiary posłużyły do wykreślenia charakterystyki.

2. Generator tranzystorowy RC z filtrem podwójne T

Obserwowano jak zachowuje się generator tranzystorowy RC z filtrem TT przy zmianie rezystancji filtru. Pomiary przeprowadzano jak wyżej. Otrzymane pomiary posłużyły do wykreślenia charakterystyki.

3. Filtr podwójne T

Podłączono generator laboratoryjny do wejścia filtru podwójne T razem z jednym z kanałów oscyloskopu, a do wyjścia podłączono drugi kanał. Za pomocą funkcji MATH oscyloskopu na ekranie obserwowano dla jakiej częstotliwości filtr odwraca fazę o 180 stopni (prosta przecinająca II i IV ćwiartkę układu współrzędnych) przy zmianie rezystancji.

4. Tabele pomiarowe

1. Generator Meissnera

   C	f
   [pF]	[Hz]
   100	34,6
   200	29,76
   300	25,97
   400	23,81
   500	21,83
   600	20,45
   700	19,05
   800	18,15
   900	17,18
   1000	16,45
   1100	16,31
   1200	15,72
   1300	15,08
   1400	14,6
   1500	14,06
   1600	13,7
   1700	13,25
   1800	12,9
   1900	12,56
   2000	12,29

2. Generator tranzystorowy RC z filtrem podwójne T

R	f
[Ω]	[kHz]
150	21,1
250	18,05
500	14,53
1000	11,85
1500	10,82
2000	10,2
2500	9,78

3. Filtr podwójne T

R	f
[Ω]	[kHz]
150	19,7
250	17,1
500	14,1
1000	11,5
1500	10,2
2000	9,4
2500	8,8

5. Charakterystyki

5. Wnioski

Z przeprowadzonych pomiarów wynika, dla generatora Meissnera zmiana pojemności włączonej w obwód filtra powodowała stopniowe malenie częstotliwości przebiegu w dużym zakresie. Największą częstotliwość (niemal 35 Hz) udało się uzyskać dla pojemności 100 pF, dwudziestokrotne zwiększenie pojemności (do 2000 pF) spowodowało zmniejszenie się częstotliwości o ponad 20 Hz (do 12,29Hz). Zjawisko to obrazuje wykreślona charakterystyka. Pozwala to stwierdzić, z całą pewnością, że zwiększanie pojemności włączonej w obwód filtra powoduje zmniejszanie się częstotliwości generowanego przebiegu.

Przy generatorze z filtrem podwójne T można zaobserwować, że zmiana rezystancji w poprzecznej gałęzi filtra ma duży wpływ na zmianę częstotliwości generowanego sygnału. Wraz ze wzrostem rezystancji częstotliwości ta maleje. Zależność ta ma także odniesienie do filtru podwójne T zasilanego z generatora cyfrowego – wraz ze wzrostem rezystancji filtra zmniejszała się częstotliwość przy której filtr odwraca fazę o 180 stopni.

Na wykreślonych charakterystykach filtru i generatora widać, że mają one bardzo zbliżone kształty, z czego można wnioskować, że dobór filtru ma największy wpływ na parametry generatora z filtrem podwójne T.