Додаткове завдання. Пропонується самостійно провести дослідження і відлагоджування генератора

Пропонується самостійно провести дослідження і відлагоджування генератора синусоїдальних коливань на основі індуктивної трьохточкової схеми, яку наведено на рис. 15.12. В якості дроселя з середньою точкою можна використати трансформатор, в якому у режимі редагування задаються індуктивності розсіювання.

Рис. 15.12

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 16

Генератори синусоїдальних коливань на операційних підсилювачах

Мета роботи

Метою роботи є вивчення принципів побудови, особливостей схемотехніки і функціонування генераторів синусоїдальних коливань на базі операційних підсилювачів.

Використання пакету ЕWВ для виконання роботи

Для виконання роботи використовуються ті ж самі елементи, що й у попередній роботі, а також операційні підсилювачі, до яких не ставляться спеціальні вимоги.

Рис. 16.1

Рис. 16.2

Одним із варіантів генератора низької частоти на операційному підсилювачі є схема, умови генерації якої забезпечуються за допомогою напівмоста Віна (рис. 16.1, а), який має квазірезонансну частотну характеристику і нульовий фазовий зсув на частоті квазірезонансу (рис. 16.1, б). Схема такого генератора наведена на рис. 16.2. У цій схемі відома величина модуля коефіцієнта передачі напівмоста Віна на частоті квазірезонансу, тому досить легко визначаються умови збудження коливань, які досягаються шляхом відповідного встановлення величини опору зворотного зв’язку підсилювача.

Якщо величина контурного коефіцієнта підсилення досить велика, то це відбиватиметься на гармонічному складі вихідної синусоїди генератора. Зменшення коефіцієнта підсилення повинно приводити до наближення форми сигналу до синусоїдального.

Рис. 16.3

Іншим варіантом генератора синусоїдальних коливань є схема з використанням диференціюючих RС-ланок (рис. 16.3, а), амплітудно- і фазочастотні характеристики яких наведено на рис. 16.3, б.

Рис. 6.4

Принципова схема генератора з диференціюючими ланками наведена на рис. 16.4, а на рис. 16.5 – осцилограма генерованих коливань.

Рис. 16.5

У першій схемі позитивний зворотний зв’язок забезпечується за рахунок того, що частотно-залежне коло (напівміст Віна) має нульовий фазовий зсув на частоті квазірезонансу, тому зворотний зв’язок заведений на прямий вхід ОП. У другій схемі частотно-залежне RС-коло не має частоти квазірезонансу, тому генерація коливань у ній виникає на частоті фазового зсуву, що дорівнює 2kp. Три однакові ланки створюють фазовий зсув на частоті генерації 180°, а решта забезпечується тим, що зворотний зв’язок заведений на інверсний вхід ОП.

16.3. Порядок виконання роботи

16.3.1.Досліджується схема, яку зображено на рис. 16.2. Розривається зворотний зв’язок і досліджується частотна характеристика підсилювача з селективним напівмостом Віна. Дослідження проводиться при однакових опорах R3 і R4.

16.3.2. Встановлюється величина контурного коефіцієнта підсилення на частоті квазірезонансу. Обчислюється необхідна величина контурного коефіцієнта підсилення для забезпечення умов генерації коливань.

16.3.3. За допомогою опору R4 встановлюється необхідна величина коефіцієнта підсилення, замикається контур зворотного зв’язку і запускається схема.

16.3.4. За допомогою Фур’є-аналізатора проводиться дослідження спектрального складу вихідного сигналу. При цьому необхідно провести декілька дослідів при величині коефіцієнта підсилення більшому і меншому, ніж розрахункова величина.

Рис. 16.5.

16.3.5. Встановлюється залежність коефіцієнта гармонік вихідного сигналу від величини контурного коефіцієнта підсилення.

16.3.6. Повторюється аналогічний цикл дослідів для схеми, що наведена на рис. 16.4.

16.4. Вимоги до звіту

16.4.1. Навести результати досліджень, які були проведені.

16.4.2. Дати детальні обґрунтування результатів проведених дослідів.

16.4.3. Порівняти два типи генераторів, що були розглянуті у лабораторній роботі.

16.5. Завдання до самотестування і атестації

16.5.1. Пояснити і детально обґрунтувати особливості і умови збудження гармонічних коливань у приведених схемах.

16.5.2. Пояснити, які обмежуючі фактори використовуються в схемі при формуванні амплітуди і частоти коливань.

16.5.3. Пояснити, яким шляхом можна визначити чутливість схеми генератора до зміни параметрів його елементів.

16.5.4. Як впливають параметри елементів на амплітуду і частоту генерованих коливань?

16.5.5. Чим визначається температурна стабільність генератора і якими шляхами її можна підвищити?

16.5.6. Чим визначається гармонічний склад коливань, що генеруються, і які можна використовувати шляхи для його покращення?

16.6.7. Привести амплітудно-частотні характеристики Т-подібного моста і дати їх фізичне обґрунтування.

16.6.8. Розробити схему низькочастотного операційного підсилювача з використанням Т-подібного моста.

16.6.9. Розробити схему резонансного підсилювача з використанням напівмоста Віна і подвійного Т-подібного моста.

Додаток

Таблиця варіантів для схем, що приведені на рис. 16.2 та рис. 16.4.

Номер варіанту	Рис. 16.2	Рис. 16.4
R3 , Ом	R4 , Ом	C1 , мкФ	C2 , мкФ	R, Ом	C, мкФ
			0,1	0,1		0,1
			0,15	0,15		0,15
			0,20	0,20		0,20
			0,25	0,25		0,25
			0,30	0,30		0,30
			0,35	0,35		0,35
			0,40	0,40		0,40
			0,45	0,45		0,45
			0,50	0,50		0,50
			0,55	0,55		0,55
			0,60	0,60		0,60
			0,65	0,65		0,65
			0,7	0,7		0,7
			0,8	0,8		0,8
			1,0	1,0		1,0

Дата добавления: 2015-10-29