Міністерство освіти і науки України
Національний університет «Львівська Політехніка»
Інститут телекомунікацій,радіоелектроніки та електронної техніки
Кафедра РЕПС
Звіт
про виконання лабораторної роботи №1 з дисципліни “Методи генерування та формування сигналів”
на тему: «Дослідження режимів роботи генератора з зовнішнім збудженням»
Мета роботи: метою роботи є ознайомлення з можливими режимами роботи активного елемента (лампи) в схемі генератора з зовнішнім збудженням їх залежністю від ряду факторів: напруг на електродах і характеристик навантаження.
ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
Генератором з зовнішнім збудженням (ГЗЗ) називають каскад передавача, в якому енергія джерела живлення перетворюється в енергію високочастотних (ВЧ) коливань, що передається до споживача, при подачі на вхід сигналу збудження. ГЗЗ складається з : активного елемента (АЕ), вхідного і вихідного кіл узгодження (КУ), навантаження ГЗЗ Zн.
В радіопередавачах ГЗЗ можуть виконувати різні функції, наприклад:
підсилення потужності ВЧ коливань ( підсилювач );
помноження частоти коливань в ціле число разів ( помножувач );
формування модульованих ВЧ коливань ( модуляторів ).
Функцію АЕ можуть виконувати наступні електронні пристрої:
електронно-вакуумні прилади (діоди, тріоди, тетроди, пентоди тощо);
напівпровідникові прилади (біполярні, польові транзистори, напівпровідни-кові лампи, діоди Ганна, лавинно-прольотні діоди, тунельні діоди тощо).
На рис.3 показані найпростіші схеми транзисторного і лампового ГЗЗ.
Робота АЕ визначається його статичними та динамічними характеристи-ками. Статичні характеристики (СХ), отримують при постійних напругах і струмах на електродах, дозволяють визначити струми в колах будь-яких електродів АЕ при довільних комбінаціях напруг між електродами. Динамічні характеристики (ДХ), отримують при ввімкненні АЕ в схему ГЗЗ характеризуються такими функціональними залежностями:
,
де-
Динамічними характеристиками називають геометричне об’єднання робо-чих точок (крива лінія) активного елемента, ввімкненого в схему ГЗЗ, за один період вхідного коливання.
В залежності від форми вихідного струму АЕ розрізняють режими роботи ГЗЗ: І-го роду і ІІ-го роду. В режимі І-го роду вихідний струм за своєю формою повторює вихідну напругу. При цьому розмах вхідної напруги не повинен виходити за межі прямолінійної ділянки динамічної прохідної характеристики (ДПХ). В режимі роботи ІІ-го роду вихідний струм не повторює форму вхідної напруги. Напруга зміщення вибрана таким чином, що струм існує на протязі частини періоду напруги збудження. Половину тривалості вихідного струму, вираженої в градусах, називають кутом відсічки (.
З точки зору наявності сіткових струмів і форми імпульсів вихідного (анодного) струму розрізняють наступні режими ІІ-го роду:
буферний (БР);
недонапружений (НР);
критичний (КР);
слабоперенапружений (ПР);
сильноперенапружений (СПР).
Буферний режим - це робота АЕ без струмів керуючої сітки. Робоча ділянка при цьому повинна знаходитись у межах від‘ємних напруг анодно-сіткової характеристики.
Недонапружений режим - це робота АЕ при малих сіткових струмах, які є меншими в порівнянні з анодним струмом і суттєво не спотворюють його форми.
Перенапружений режим - це робота АЕ при великих сіткових струмах, які спотворюють форму анодного струму. В залежності від величини провалу вершини анодного струму розрізняють слабоперенапружений (провал незнач-ний) і сильноперенапружений (провал вершини досягає основи імпульса).
Критичний режим (або граничний режим) розділяє недонапружений і перенапружений режими. Для цього режиму характерне сплющення вершини імпульсу анодного струму (враховуючи реальні характеристики).
Максимальну потужність генератор віддає в критичному режимі, а мак-симальний к.к.д. отримують в слабоперенапруженому режимі.
Отримати кожний із перерахованих режимів можна, змінюючи напруги на будь-якому електроді лампи або при зміні еквівалентного резонансного опору R0е.
/
/
Експериментальна робота
Залежність режиму роботи від напруги збудження Ug1.
Критичний режим
Ug1 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , A
U , B
T mk.c
Ƭ,mk.c
28
236
0
0
15
0.4
48
25
Сильно перенапружений
/
Ug1 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , A
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
40
268
0
0
18
0.5
48
25
Буферний
/
Ug1 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ,mk.c
25
170
0
0
10
0.32
48
25
Залежність режиму роботи від напруги анодного живлення ЕА
Критичний режим
/
ЕА ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
400
236
0
0
15
0.4
48
25
Буферний режим
/
ЕА ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
480
260
0
0
19
0.48
48
25
Перенапружений
/
ЕА ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
300
190
0
0
14
0.34
48
25
Залежність режиму роботи від напруги зміщення Eg1
Критичний
/
Еg1 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
-20
236
0
0
15
0.4
48
25
Буферний
/
Еg1 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
-35
120
0
0
9
0,26
48
25
Перенапружений
/
Еg1 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
-22
20
0
0
20
0,44
50
28
Залежність режиму роботи від напруги на екранній сітці Еg2
Критичний
/
Еg2 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
150
236
0
0
15
0.4
48
25
Перенапружений
/
Еg2 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
180
265
0
0
20
0,5
48
25
Буферний
/
Еg2 ,B
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
120
150
0
0
10
0,3
48
25
Залежність режиму роботи від значеня опору навантаження R0E
Критичний
R0E
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
сер
236
0
0
15
0.4
48
25
Перенапружений
/
R0E
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
мах
255
0
0
12
0.34
48
25
Буферний
/
R0E
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
мін
160
0
0
20
0,54
48
25
Залежність режиму роботи від частоти
/
f , кГц
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
20,5
260
0
0
14
0,35
48
25
/
f , кГц
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
21
250
0
0
15
0,4
48
25
/
f , кГц
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
22
220
0
0
16
0,55
48
25
/
f , кГц
Uvux
Ig1 , A
Ig2 , A
IA0 , mA
U , B
T mk.c
Ƭ, mk.c
20,5
260
0
0
15
0,55
48
25
Висновок: на даній лабораторній роботі я ознайомлювався з різними режимами роботи активного елемента (лампи) в схемі генератора з зовнішнім збудженням. Ми проводили шість експериментів як впливає на режим роботи напруга збудження Ug1,напруга зміщення Eg1, напруга анодного живлення EA, напруга на екранній сітці Eg2, опору навантаження R0e, частоти f.