Исследование LC генератора

4.1. Цель работы

Исследование LC генератора.

4.2. Краткие теоретические сведения

Генератор – это устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в электрические колебания определенной частоты и амплитуды.

Структурно генератор содержит: источник постоянного напряжения (ИП); усилитель (У); избирательную цепь (колебательную систему) (ИЦ); цепь обратной связи (ОС). Функциональная схема генератора гармонических колебаний приведена на рис.4.1. Кратко рассмотрим назначение основных блоков.

Усилитель предназначен для компенсации потерь, возникающих в пассивных цепях генератора.

Избирательная цепь подавляет все кроме одной спектральные составляющие в генерируемом колебании.

Цепь обратной связи обеспечивает выполнение условий самовозбуждения.

Рис.4.1. Функциональная схема генератора гармонических колебаний

4.3 Задание к лабораторной работе

4.3.1. На основе варианта задания к лабораторной работе таблица 4.1 рассчитать параметры элементов (С1, С2, С3, L1) LC генератора, представленного на рис.4.1.

Варианты заданий

Таблица 4.1

№ варианта
k		1.4	1.8		2.4	2.8		3.4	3.8

Рис.4.1. LC генератор

4.3.2. Рассчитать теоретическое значение частоты генерации.

4.3.3. Выполнить моделирование работы генератора в среде PSpice и убедиться в наличие колебания. При значительных искажениях выходного сигнала увеличить сопротивление резистора R4 и повторить расчет.

Измерить амплитуду и частоту генерируемого колебания.

4.3.4. Зарисовать необходимые осциллограммы действующих в схеме сигналов с тем, чтобы доказать наличие положительной обратной связи.

4.3.5. Разомкнуть цепь обратной связи (рис.4.2). Построить АЧХ и ФЧХ разомкнутой системы. Резистор R6 имитирует входное сопротивление резисторного каскада.

Из полученных характеристик определить частоту генерации w_Г и коэффициент усиления на частоте генерации К(w_Г).

Рис.4.2. Схема LC генератора с разомкнутой обратной связью

4.3.6. Изменяя емкость конденсатора С1 на + 30% проследить изменения частоты генерации w_Г и коэффициента усиления на частоте генерации К(w_Г).

4.3.7. Повторить п.4.3.6 для индуктивности катушки L1 и сопротивления резистора R4.

4.3.8. Повторить п.4.3.3. для случая, когда не выполняются условия самовозбуждения. Убедиться в срыве колебания.

4.3.9. Составить отчет о проделанной работе.

3.4. Порядок выполнения работы

Последовательность действий, необходимых для выполнения лабораторной работы рассмотрим на примере составления описания схемы LC генератора на внутреннем языке Pspice для режима анализа переходных процессов (.TRAN) и режима расчета частотных характеристик (.АС).

3.4.1. Описание LC генератора (рис.4.1) на внутреннем языке PSpice.

Generator

V1 5 0 PULSE(0 15 0 0 0 500U 501U)

R1 5 1 56K

R2 1 0 3K

R3 5 2 1K

R4 3 0 30

C1 2 0 200P

C2 4 0 200P

C3 4 1 800P

L1 2 4 2M

Q1 2 1 3 QN

.MODEL QN NPN(Is=11.6f XTI=3 EG=1.11 VAf=113 BF=200

+Ne=2 ISE=170f IKF=410m XTB=0 BR=4 NC=2 ISC=0 IKR=1e+30

+Rc=169m Cjc=9.63p Vjc=750m mjc=333m FC=500m Cje=19.5p

+Vje=750m mje=333m Tr=102n Tf=454p ITF=0 VTF=1e+30 XTF=0)

.TRAN 0.01U 500U

.PROBE

3.4.2. Описание разомкнутой системы (рис.4.2) на внутреннем языке PSpice.

generator_AC

V1 5 0 15

V2 6 0 AC 1

R1 5 1 56K

R2 1 0 3K

R3 5 2 1K

R4 3 0 30

R5 4 0 3K

C1 2 0 200P

C2 4 0 200P

C3 6 1 800P

L1 2 4 2M

Q1 2 1 3 QN

.MODEL QN NPN(Is=11.6f XTI=3 EG=1.11 VAf=113 BF=200

+Ne=2 ISE=170f IKF=410m XTB=0 BR=4 NC=2 ISC=0 IKR=1e+30

+Rc=169m Cjc=9.63p Vjc=750m mjc=333m FC=500m Cje=19.5p

+Vje=750m mje=333m Tr=102n Tf=454p ITF=0 VTF=1e+30 XTF=0)

.AC DEC 100 10K 1MEG

.PROBE

.END

4.5. Контрольные вопросы

4.5.1. Условия самовозбуждения.

4.5.2. Дайте классификацию генераторов электрических сигналов.

4.5.3. Объясните механизм возникновения колебания в генераторе.

4.5.4. Как построить колебательную характеристику генератора?

4.5.5. В чем отличие мягкого и жесткого режимов возбуждения?

4.5.6. Линейная и нелинейная теория автогенератора.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Основы теории цепей

Сборник лабораторных работ. Часть 2.

Составители:

Редактор Н.А. Евдокимова

Подписано в печать ХХ.ХХ.2000. Формат 60х84/16. Бумага писчая. Печать офсетная. Усл. печ. л. Х. Уч.-изд. л. Х. Тираж 100 экз. Заказ. Ульяновский государственный технический университет, 432027, Ульяновск, Сев. Венец, 32.

Дата добавления: 2015-11-03