1. Cel ćwiczenia

Poznanie własności układów generacyjnych oraz praktyczne zastosowanie wyników nieliniowej teorii generatorów drgań harmonicznych

2. Przebieg ćwiczenia

2.1 Badanie wpływu punktu pracy tranzystora i wartości dodatniego sprzężenia zwrotnego na pracę generatora

2.2 Badanie wpływu punktu pracy tranzystora na amplitudę drgań generatora

Skrajne położenie R1	UR5 [V]	UDS [V]	ID [A]	UWY [V]
max w prawo	8,2	-	-	-
max w lewo	5,9	-	-	-

2.3 Obserwacja wpływu punktu pracy tranzystora na amplitudę drgań generatora

UR5 [V]	UWY [V]
4	3,6
4,2	8
4,8	11
5,4	12
6,0	11,1
6,4	10
7	8

2.4 Badanie wpływu wzmocnienia w pętli sprzężenia zwrotnego na stałość częstotliwości generatora

sprzężenie	f10V [kHz] śr.	f9V [kHz] śr.	Δf/f [%]
minimalne	106,105	105,505	0,565477593
maksymalne	104,721	104,605	0,110770524

2.5 Badanie stałości częstotliwości generatora

			Obciążenie 1k
F10 kHz	F9 kHz	Δf/f [%]	F10 kHz	F9 kHz	Δf/f [%]
2,72428	2,62615	3,602052652	2,93648	3,02384	-2,974990465
2,72406	2,62630	3,588760894	2,93652	3,02390	-2,975631019
2,72411	2,62600	3,601543256	2,93660	3,02392	-2,973506777
2,72412	2,62612	3,597492034	2,93656	3,02388	-2,97354728

2.6 Generator z dzieloną pojemnością (Colpitts'a)

Generator Colpittsa zbudowany jest z jednostopniowego wzmacniacza pracującego w konfiguracji wspólnego emitera z pętlą sprzężenia zwrotnego zawierającą obwód rezonansowy, w którym pojemność jest podzielona na dwie części (stąd nazwa - generator z dzieloną pojemnością).

2.7 Badanie generatora z silnym sprzężeniem

F10 kHz	F9 kHz	Δf/f [%]
1192,047	1186,040	0,503923	Zwarte punkty 1 i 2 (silne sprzężenie)
1192,155	1186,003	0,51604
1192,103	1185,963	0,515056
1192,101	1186,002	0,511618
1192,172	1185,938	0,522911
1192,164	1185,991	0,517798
1192,121	1185,875	0,52394

2.8 Badanie generatora ze słabym sprzężeniem

F10 kHz	F9 kHz	Δf/f [%]
1181,207	1183,334	-0,18007		Zwarte punkty 1 i 3 (słabe sprzężenie)
1181,180	1183,203	-0,17127
1182,100	1183,331	-0,10414
1182,247	1182,742	-0,04187
1181,507	1183,548	-0,17275
1181,503	1182,596	-0,09251

2.9 Badanie generatora z rezonatorem kwarcowym

Generator kwarcowy jest to generator, w którym do określenia i stabilizacji częstotliwości generowanego sygnału zastosowano rezonator kwarcowy. Może on być włączony w układzie jako równoległy lub szeregowy obwód rezonansowy.

W układach generatorów rezonator kwarcowy może być włączony w pętlę sprzężenia zwrotnego wzmacniacza. W przedziale częstotliwości między rezonansem szeregowym a równoległym reaktancja rezonatora ma charakter indukcyjny, a więc może on być zastosowany jako element indukcyjny w typowym układzie generatora Colpitts'a. Dzięki dużej dobroci rezonatora, a więc bardzo stromej jego charakterystyce fazowej wokół częstotliwości rezonansu równoległego uzyskuje się dużą stabilność częstotliwości generowanego przebiegu.

F10 kHz	F9 kHz	Δf/f [%]
1155,547	1155,468	0,006837		punkty 1 i 2 (rezonator kwarcowy)
1155,546	1155,469	0,006664
1155,622	1155,470	0,013153
1155,463	1155,470	-0,00061
1155,465	1155,471	-0,00052

2.10 Generator ze sprzężeniem transformatorowym (Meissnera)

W generatorze Meissnera sprzężenie zwrotne realizowane jest za pomocą transformatora, zapewniającego przesunięcie fazy równe 180 (_ = 180) dzięki odpowiedniemu połączeniu uzwojeń. Uzwojenie wtórne o indukcyjności L wraz z kondensatorem C tworzy obwód rezonansowy. Parametry tego obwodu określają częstotliwość drgań.

Część zmiennego napięcia wyjściowego, występującego w kolektorze (drenie) tranzystora, oddziałuje za pośrednictwem transformatora na bazę (bramkę) tego tranzystora. Ponieważ przy częstotliwości rezonansowej napięcie na kolektorze (drenie) jest przesunięte względem napięcia na bazie (bramce) o wartość  to warunek fazy wymaga, żeby transformator wprowadzał dalsze przesunięcie fazy o . Przekładnię transformatora dobiera się tak, aby był spełniony warunek amplitudy.

2.11 Badanie wpływu pojemności obwodu rezonansowego na stałość częstotliwości generatora

F10 kHz	F9 kHz	Δf/f [%]
4295,90	4300,089	-0,09751	Generator Meissnera (rozwarcie)
4296,144	4297,295	-0,02679
4296,544	4296,694	-0,00349
4297,809	4297,109	0,016287
3332,454	3332,874	-0,0126		Generator Meissnera (zwarcie)
3332,594	3332,880	-0,00858
3332,687	3332,894	-0,00621
3332,538	3332,924	-0,01158

3. Wnioski

Zamieszczone w tabelach wyniki zgadzają się z występująca w generatorach teoria chaosu.

A poza tym połączyliśmy teorię z praktyką, nic nie działał i nikt nie wiedział dlaczego… ;)

---