2.4. Экспериментальная часть
1.
Проведем исследование работы RC-
генератора с мостом Вина с
использованием осциллографа ОСЦ (рис.5.3
–
= 
=
10 кОм;
= 100
кОм;
= 220
кОм;
= 
=
0,01 мкФ). В меню запуска инструментов
NI ELVIS выберем функцию Oscilloscope
(Осциллограф).
В качестве источника для канала А на
лицевой панели осциллографа установим
[BNC/Board CH A]; в качестве источника триггерного
сигнала выберем СН А. Запустим ОСЦ в
непрерывном режиме и понаблюдаем за
выходным напряжением генератора.
Выясним, чем
ограничивается амплитуда выходного
напряжения в генераторе и почему по
форме это напряжение не является
синусоидальным.
Вводим в схему (см. рис.2.3) изменение ( = 110 кОм) и повторяем эксперимент. Объясним, почему в этом случае на выходе генератора колебания отсутствуют.
2.
Исследуем работу генератора с цепью
НОС аналогично предыдущему эксперименту
(см. рис.2.5,
=
=
10 кОм;
= 100
кОм;
= 220
кОм;
=
=
0,01 мкФ;
= 2,2
кОм;
=
100 Ом).
Почему в этом случае в генераторе
практически отсутствуют нелинейные
искажения выходного сигнала и его форма
близка к синусоидальной. Определяем
частоту и амплитуду колебаний в генераторе
и сравниваем их с расчетными значениями
(2.12) при
0,3
В.
2.5. Содержание отчета
Отчет должен содержать:
- на этапе подготовки: цель работы; основные схемы и расчетные соотношения, характеризующие условия существования незатухающих колебаний в электронных цепях и основные характеристики RC – генераторов.
- после выполнения работы: результаты измерения основных параметров RC – генераторов (экспериментальная часть); выводы по работе.
2.6. Контрольные вопросы
1. Чем отличается генератор от усилителя?
Основное отличие генератора от усилителя состоит в том, что генератор – это автоколебательная, т. е. неустойчивая система, а усилитель должен быть всегда устойчив. Генератор может работать при отсутствии внешнего входного воздействия, для усилителя оно совершенно необходимо.
2. От какого устройства генератор потребляет энергию и куда отдает?
Под генератором понимается электронная цепь, формирующая переменное напряжение требуемой формы. В генераторах происходит преобразование энергии постоянного тока, потребляемой от источника постоянного напряжения, в энергию колебаний.
3. Как формулируется условие баланса амплитуд?
|
, ; |
|
(2.4) |
Соотношение (2.4) характеризует условие баланса амплитуд. Условие баланса амплитуд: на частоте генерации модуль петлевого усиления системы равен 1. Это условие можно сформировать следующим образом: на частоте генерации модуль коэффициента усиления усилителя равен ослаблению, вносимому цепью обратной связи.
4. Как формулируется условие баланса фаз?
|
, |
|
(2.5) |
Выражение (2.5) характеризует условие баланса фаз: на частоте генерации фазовый сдвиг по контуру обратной связи составляет .
5. При каких условиях колебания в генераторе будут затухающими, расходящимися?
Условие баланса амплитуд (2.4) и условие баланса фаз (2.5) должны выполняться абсолютно точно. Если петлевое усиление на частоте генерации меньше 1, то уже возникшие колебания будут затухающими, больше 1 – расходящимися.