Оформление отчётов

1. Отчёт по лабораторной работе должен содержать:

• название лаборатории;

• фамилию и инициалы студента;

• номер группы;

• наименование работы;

• номер лабораторной работы;

• перечень приборов;

• предварительные расчеты;

• принципиальную схему макета;

• результаты измерений в виде таблиц, графиков и расчётов;

• выводы по работе и оценку результатов;

• дату выполнения работы и личную подпись.

2. При выполнении отчёта не следует переписывать с начала все пункты лабораторного задания, а затем приводить таблицу с результатами всех измерений. Результаты различных измерений необходимо представить в виде нескольких самостоятельных таблиц и графиков. Каждая таблица и каждый график должны иметь свой заголовок и исходные данные эксперимента.

3. При выполнении численных расчетов надо записать формулу определяемой величины, сделать соответственную численную подстановку и произвести вычисления, а не писать сразу готовый результат.

4. Результаты со всеми промежуточными вычислениями сложных нелинейных зависимостей следует приводить в виде таблицы.

5. Все графики необходимо выполнять на миллиметровой бумаге или обычной бумаге в клетку. Оси координат на графиках должны быть обозначены и промасштабированы. Масштаб следует выбирать таким образом, чтобы координаты любой точки графика могли быть определены быстро и с удовлетворительной точностью.

6. Нанесение на графике точек, соответствующих расчетным или экспериментальным данным, должно быть выполнено отчетливо и аккуратно.

7. Кривая, проводимая через экспериментальные точки, должна быть плавной, без резких искривлений и углов. Кривая не обязательно должна проходить через каждую отдельную точку. Её следует провести через большую часть точек так, чтобы наилучшим образом аппроксимировалась экспериментальная зависимость.

8. Если на графике имеется несколько кривых, каждая кривая должна быть снабжена соответствующими надписями.

9. Осциллограммы, характеризующие один и тот же процесс, например, напряжение на входе и выходе четырехполюсника, следует располагать строго друг под другом с общим началом отсчета и с соблюдением масштабов по осям координат. То же относится и к спектральным диаграммам.

10. Необходимо пользоваться общепринятыми условными обозначениями величин и сокращениями названий.

Описание лабораторной установки

Лабораторная установка одного рабочего места студентов включает в себя собственно лабораторный макет и комплекс типовых измерительных приборов. Общий вид лабораторной установки показан на рисунке 1. В нее входят:

1 – лабораторный универсальный стенд;

2, 3 – генераторы звуковых частот;

4– анализатор спектра;

5– милливольтметр;

6– осциллограф.

Рисунок 1 – Общий вид лабораторной установки

Собственно универсальный лабораторный стенд показан на рисунке 2. Конструктивно он выполнен в виде вертикальной стойки и состоит из следующих функциональных блоков (модулей):

• блок питания и измерений;

• блок источников сигналов;

• блок № 1 – нелинейный преобразователь на полевом транзисторе;

• блок № 2 – LC-генератор;

• блок № 3 – RC–генератор;

• блок № 4 – частотный модулятор и детектор ЧМ-колебаний;

• блок № 5 – параметрический усилитель и генератор;

• блок № 6 – нелинейные преобразователи на аналоговых перемножителях сигналов.

Стенд позволяет выполнять следующие лабораторные работы:

• преобразование формы сигнала, спектра сигнала безынерционным нелинейным элементом;

• усиление сигнала и умножение частоты;

• преобразование частоты;

• амплитудная модуляция;

• детектирование АМ- сигналов;

• частотная модуляция и детектирование ЧМ- сигналов;

• генератор LC;

• автоколебательная LC-цепь под внешним воздействием;

• генератор RC;

• двухконтурный параметрический усилитель;

• параметрический генератор;

• преобразование сигналов с использованием аналоговых перемножителей (исследуются семь вариантов цепей).

В стенде предусмотрена возможность измерения постоянных напряжений и токов внутренними (встроенными) приборами, имеются внутренние источники гармонических колебаний с частотой 1 кГц и 180 кГц. На передней панели каждого модуля изображена упрощенная схема устройства (без вспомогательных элементов), выведены органы управления (потенциометры, переключатели) и гнёзда внешних соединений (смотри рисунок 2). Краткое описание функциональных модулей приведено в соответствующих лабораторных работах. Ниже приводятся методические указания только для части лабораторных работ, выполняемых в курсах "Радиотехнические цепи и сигналы" и "Теория электрической связи".

Рисунок 2 – Универсальный лабораторный стенд

РАБОТА № 1 Нелинейное резонансное усиление, умножение и преобразование частоты

1 Цель работы

Экспериментальное исследование физических процессов при нелинейном резонансном усилении, умножении и преобразовании частоты. Изучение выбора оптимального режима работы нелинейного элемента.

2 Литература

[1] – стр. 225...235, 252...254.

[2] – стр. 214...227, 240...242.

[3] – стр. 270...281.

[4] – стр. 70...79.

5 Конспект лекций.

3 Предварительная подготовка к работе

1. Ознакомиться с лабораторным заданием и изучить по литературе, указанной выше, следующие вопросы:

• методы аппроксимации нелинейных характеристик;

• преобразование формы и спектра сигнала нелинейным элементом при гармоническом и бигармоническом воздействиях;

• методы спектрального анализа нелинейных цепей;

• сущность кусочно-линейной аппроксимации и спектрального анализа методом угла отсечки;

• принцип нелинейного резонансного усиления, умножения и преобразования частоты;

• выбор режима работы нелинейного элемента при резонансном усилении и умножении частоты, понятие оптимального угла отсечки;

• задача и проблемы фильтрации полезных спектральных составляющих при нелинейных преобразованиях радиотехнических сигналов, оценка нелинейных искажений в выходном сигнале.

2. Ответить (устно) на вопросы раздела 4 данной работы.

3. Рассчитать требуемые значения напряжения смещения Е_см на затворе полевого транзистора усилительного каскада, обеспечивающие оптимальный угол отсечки в режимах:

• нелинейного усиления при U_mвх = 2 В;

• удвоения частоты при U_mвх = 4 В;

• утроения частоты при U_mвх = 4 В.

ВАХ полевого транзистора аппроксимирована отрезками прямых с параметрами:

Рассчитать методом угла отсечки и построить спектральные диаграммы тока для рассматриваемых режимов.

1. Изучить описание лабораторной установки и лабораторное задание. Продумать порядок выполнения работы в лаборатории, подготовить необходимые таблицы и графики для каждого пункта работы.