1. Wstęp.

Ćwiczenie to miało na celu zaznajomić nas z zasadą działania tranzystorowych generatorów napięć sinusoidalnych w dwóch układach połączeń: Meissnera i z filtrem podwójne T. W generatorach napięć sinusoidalnych istnieją dwa warunki generacji:

• Warunek amplitudy:

k⋅g=1, gdzie k - moduł transmitancji widmowej wzmacniacza,

g - moduł transmitancji widmowej filtru.

• Warunek fazy:

ϕ_k+ϕ_g=±2nπ, gdzie ϕ_k - argument transmitancji widmowej wzmacniacza,

ϕ_g - argument transmitancji widmowej filtru.

n = 0,1,2,3,4...

2. Generator Meissnera.

Generator ten zalicza się do grupy generatorów z filtrem LC w gałęzi sprzężenia zwrotnego. Zaletami takich generatorów jest to, że można je łatwo przestrajać w szerokim zakresie bezpośrednio nastawiając cewkę lub kondensator oraz duża moc wyjściowa przy dobrej sprawności. Wadą tych generatorów jest duży wpływ niestabilności elementów w pętli sprzężenia zwrotnego na stałość sygnału wyjściowego.

Układ do badania generatora Meissnera.

Samowzbudzenie wzmacniacza występuje tylko przy szczególnych wartościach R_L (rezystancji cewki) oraz h (parametry hybrydowe wzmacniacza). Uzyskuje się to regulując wartości R_S oraz R_E. Drobna zmiana parametrów tych elementów nie zakłócała pracy generatora, a zwiększenie R_E czy też zmniejszenie R_S zmniejszało częstotliwość generacji.

W tym układzie regulacja częstotliwości generacji realizowana była poprzez regulację pojemności C (włączając równolegle dodatkowe kondensatory).

Tabela pomiarowa.

C, pF	f, kHz
100	28,14
200	25,34
300	22,96
400	21,38
500	19,87
600	18,82
700	17,73
800	16,96
900	16,20
1000	15,92
1100	15,53
1200	15,00
1300	14,46
1400	14,03
1500	13,58
1600	13,23
1700	12,83
1800	12,53
1900	12,22
2000	11,96

3. Generator z filtrem podwójne T.

Generatory te zalicza się do grup generatorów z filtrami RC w gałęzi sprzężenia zwrotnego. Zastosowany został tutaj filtr selektywny podwójne T. Zaletami takich filtrów są : małe gabaryty; możliwość uzyskania małych częstotliwości (nawet poniżej 0,01 Hz); możliwość przestrajania w dużym zakresie częstotliwości. Wadą tych generatorów jest konieczność stosowania wzmacniaczy o stabilnych charakterystykach amplitudowo-fazowych oraz o dużej rezystancji wejściowej i małej rezystancji wyjściowej.

Układ do badania filtru podwójne T.

Układ do badania generatora z filtrem podwójne T.

W pierwszej kolejności została sprawdzona częstotliwość rezonansowa samego filtru dla poszczególnych wartości R, a następnie po włączeniu tego filtru w obwód sprzężenia zwrotnego zostały zmierzone generowane częstotliwości dla odpowiednich wartości R. Pomiar częstotliwości rezonansowej polegał na zmierzeniu kąta przesunięcia fazowego pomiędzy napięciem podawanym na filtr, a napięciem wyjściowym. Częstotliwość rezonansowa tego filtru powodowała przesunięcie fazowe o kąt 180⁰, co można zaobserwować na oscyloskopie na podstawie krzywych Lissajous.

Tabela pomiarowa.

R, Ω	Filtr	Generator
		fR	f0
150	19,28	21,13
250	16,71	17,88
500	13,90	14,26
100	11,32	12,12
1500	10,10	10,92
2000	9,29	10,18
2500	8,79	9,70

4. Wnioski.

Generator Meissnera, przy dużych zmianach pojemności C należało doprowadzać do stanu samowzbudzenia poprzez regulację R_S oraz R_E, co wskazywało na ograniczenie zakresu zmian częstotliwości generowanej. Zmiana tych rezystancji również wpływała na częstotliwość, co świadczy o tym, że zmiany w układzie wzmacniacza oraz rezystancji wewnętrznej cewki mają zauważalne znaczenie. Zwiększenie R_E lub zmniejszenie R_S zmniejszało częstotliwość. Zmiana pojemności w miarę równomiernie wpływała na częstotliwość.

W generatorze z filtrem podwójne T częstotliwość generacji była większa od częstotliwości własnej filtru. Jest to spowodowane tym, że wzmacniacz nie jest idealny. Jego impedancja wejściowa nie dąży do nieskończoności, a wyjściowa nie jest nieskończenie mała i włączenie takiego rzeczywistego wzmacniacza w obwód filtru zmienia jego parametry. Funkcja zmian częstotliwości generowanej w zależności od pojemności była bardziej zbliżona do idealnej niż w generatorze Meissnera.

2

Studia dzienne

Wydział Elektryczny

sem. IV 1999/00

Grupa: 2

Politechnika Śląska

w Gliwicach

Temat:

Generatory napięć sinusoidalnych

Sekcja 8

Henslok Adam

Jelonek Marcin

Piotrowski Szymon

Stolorz Adam

---