АӨТ кафедрасының отырысында

Ақпаратты өлшеу техника кафедрасы

N 2 ЛАБОРАТОРИЯЛЫҚ ЖҰМЫСЫНА МЕТОДИКАЛЫҚ НҰСҚАУЛАР

« LC-ГЕНЕРАТОРЫН ЗЕРТТЕУ»

пәнінен: «Өлшеуіш сигналдарды түрлендіру»

мамандығы:

340640 «Ақпаратты - өлшеу техника және технология»

АРАҒАНДЫ-2006

Жұмыстың мақсаты – автогенератордың индуктивті кері байланысы бар іс-әрекет қағидасын зерттеу, сөнбейтін электрлік кідіруді алу мақсатында жағдайларды теориялық жағынан анықтау.

1. Ортақ мәліметтер

LC – генератор қайнар көздің энергиясының тұрақты тоғын синусоидальді нысанды сөнбейтің электрлік кідірудің энергиясына алмастыруға арналған, оның жиілігі кідіру жүйесінің катушкасының индуктивтілігімен және конденсатордың сыйымдылығымен анықталады.1 суретте индуктивті кері байланысы бар автогенератордың кестесі көрсетілген.

Коллектрлі ауқаттану қайнар көзін қосқан жағдайда L2C2 контурында электрлік кідіру пайда болады, оның жиілігі

. (1)

Контурда міндетті түрде белсеңді кедергі болғандықтан, энергияны жоғалту себебінен кідіру үрдісі жуырда жойылады. Кідіру үрдісі сөнбейтің болады тек сол жағдайда, егер энергияның шығыны сыртқы қайнар көзден толтырылса. Энергияның шығының толтырудағы мүмкін тәсілдердің бірі осы жұмыста зерттеледі. Жабық VT1 транзисторына кері полярлігі және кіші ұзақтығы бар импульстер әсер етеді, оны ашатың. Бірақ коллектрлік тізбекте тоқтың қысқа күшті импульстері пайда болады, С2 конденсаторын қуаттандырады, және контурда кідіру үрдісі пайда болады, кезекті импульстің келу уақытына байланысты жартылай немесе толықтай сөнетін, шығынды толтыратың.

Рисунок 1

Бұндай кідіру үрдісін кідірудің кезеңімен өшу қолданады, мысалы, алшақтық белгісін құру кезіңде радиолакациондық станциялардың индикаторлық құрылымдарында, соққылы қозғау генераторларында.

Соққылы қозғау генераторын зерттеу барысында, келесі ерекшеліктерін анықтауға болады.

Қозғау импульстерінің ұзақтығын азайтқанда, кідірудің амплитудасы өседі, сондықтан конденсатор айнымалы кернеудің бірінші жартылай кезеңінде ғана қуаттанады. Егер тоқтың импульсінің ұзақтығы болса, бір жартылай кезеңнен көп, конденсатор, бірінші жартылай кезеңде қуаттанып, келесіде қуаттансызданады. Сондықтан кідіруді әсерлі қозғау үшін, контурда импульстің ұзақтығы еркін кідірудің жартылай кезеңінің ұзақтығынан аз болғаны қажет.

Қозғау импульстерінің жиілігін арттырғанда кідіру үрдісінің өшуі азаяды, ал жиіліктер тең болған жағдайда еркін кідіру және қозғау импульстері байқалмайды.

Контурдағы кідірудің өшуі тез болады, егер ондағы шығын көп болған жағдайда.

Осыған сүйене отырып ереже құрастыруға болады, бұған сәйкес автогенераторларды орындайды. Біріншіден сөнбейтің электрлік кідірулердің шығындарын толтыру үшін ең құрмаса бір рет бір кезеңде кідіру жүйесіне белгілі энергияны хабарлау қажет. Энергияның кідіруінің тұрақты амплитудасын сақтау үшін, контурға сырттан түсетің, шығын энергиясына тең болу керек. Екіншіден, тоқтың шығының толтыру фазасы (немесе кернеу) мынанандай болуы тиіс, ондағы кідіру жүйесінің энергиясы артып отыруы тиіс.

Бірінші ереже амплитуданың балансын құру жағдайын жасайды: сөнбейтің кідірулерді алу мүмкін болады, тек сол жағдайда, егер кідіру жүйесіне сырттан келетін энергия оның шығынына тең болғанда.

Автогенераторларда амплитуданың балансының жағдайын келесі түрде орындайды:транзистордың шығу тізбегіндегі кідіру энергиясының бөлігін,оның кіру тізбегіндегі шығу тізбегінің тоғын басқару үшін беріледі, ондағы энергиясын шығындарды толтыруға қолданады.

Зерттелетің кестеде транзистордың коллектірлік тізбегіндегі энергия, эдс өзараиндукция түрінде базалық тізбекке беріледі, L1 катушкасына бағытталған, L2 катушкасымен индуктивті байланысқан. Өзараиндукцияның ЭДС-і VT1 транзисторының базалық тоғын басқарады, коллекторлық тоқта кідіру контурының жиілігі бар айнымалы құрастырушының пайда болуына әкеп соғады.

Екінші ереже фазалардың балансын құру жағдайын жасайды: автогенератордағы кері байланыс дұрыс болуы қажет.VT1 транзисторындағы коллекторлық тоқтың фаза айнымалы құрастырушысы мынандай болуы керек, ондағы С2 контурының конденсаторы коллекторлық тоқтың импульстарымен қуаттанғаны. Конденсатор С2 қуаттанады, егер тоқ сыртқы тібектен оның дұрыс қуаттанған электродына келіп түссе, және қуаттансызданады кері бағыттағы тоқта.

Кідірудің жартылай кезеңі үшін, ондағы коллектор тоғының айнымалы құрастырушысы тұрақты тоқтың құрастырушысымен бағыты жағынан сәйкес келсе (екі тоқта мына тізбекте өтеді: резистор R3 немесе конденсатор С4, VT1 транзисторының эмиттер-коллекторы, контур Ек), С2 конденсаторының төменгі электроды дұрыс қуаттанған болуы қажет, ол VT1 транзисторының коллекторындағы айнымалы кернеудің құрастырушысының дұрыс жартылай кезеңіне сәйкес және базасындағы кернеудің бұрыс жартылай кезеңіне, себебі транзистор ОЭ кестеде кіру сигналының фазасын инверттейді.

Сол себептен генератордың өзін қозғау үшін, ондағы фаза сигналы күшейткіш элементтің оның басқару кірісіне кері байланыс тізбегімен келіп түскен, кідіру контурында және транзистордың коллекторындағы сигнал фазасына қарама-қарсы болды, бұдан шығатын қорытынды: кері байланыс дұрыс болуы қажет.

Амплитуданың балансының жағдайы келесі теңдікпен беріледі , мұндағы - кері байланыс тізбегіндегі беру коэффициенті, К – VT1 транзисторында каскадтың күшейту коэффиценті L1 катушкасы сөнгенде.

Фазалардың балансының жағдайы келесі теңдікпен беріледі: _ос+ _ус = 360°, мұндағы _ос және _ус – фазалық жылжыту, кері байланыс тізбегімен және күшейткішпен енгізілетін.

2 Жұмыстың орындау барысы

2.1 ТАПСЫРМА. (1) теңдікті қолдана отырып, автогенератордың сөнетің кідірулердің жиіліктерін есептеу 1 суретте көрсетілген.

2.2 Есептің негізгі бөлімі:

2.2.1 Жұмыстың мақсаты.

2.2.2 С2 конденсатырының сыйымдылығына байланысты өшетін кідірулердің жиілігін жазу мақсатында 1 кестені салу.

2.2.3 Зерттелетін генератордың электрлік кестесін салу.

2.2.4 Берілген нұсқауға байланысты өшетің кідірулердің жиілігін есептеу, нәтижесін 1-ші кестеге енгізе отырып.

2.2.5 2 және 3 формула бойынша f_Σ және f₁ суммарлық жиілігін есептеу, берілген нұсқауға сәйкес, нәтижесін 1-ші кестеге енгізе отырып.

2.2.6 Тапсырманың нұсқаулары 2 – ші кестеде берілген:

2.2.7 Қорытыңды жасау.

Кесте 1

Конденсатордың сыйымдылығы С2, пФ
Өшетің кідірулердің жиілігі, кГц
Жиілігі fΣ, Гц
Жиілігі f1, Гц

Кесте 2

№ варианта
L2, мГн
С∑, пФ

3 Жұмысты орындаудағы методикалық нұсқаулар

1. Жұмысты орындау кезінде қолдану керек: R1 = 51 кОм; R2 = 10 кОм, R3 = 100 Ом, R4 = 22 кОм; С1 = 0,01 мкФ, С2 = 100 және 510 пФ, 1 и 10 нФ С3 = С4 = 0,022 мкФ, С5 = 100 пФ; L1 = 50 мГн; VT1 - транзистор КТ361А.

2. Кестені толықтыру кернеуі - 10 В.

3. С2 конденсаторының әр түрлі сыйымдылығы бар мәндерің қоя отырып, 1 кестеге байланысты, сыйымдылық артқан сайын жиілігі азаяды. Кідірудің жиілігін (1) формуламен есептейді.

4. Толық қажетсіз сыйымдылық, катушканың өзінің сыйымдылығынан тұратың C_L, түзету сыйымдылығы С_м, осциллографты қосу мақсатында коаксальдік кабельден С_к және осциллографтың кіру сыйымдылығынан С_вх,осц, тұрады C =C_L++С_м + С_к + С_вх,осц .

; (2)

. (3)

БАҚЫЛАУ СҰРАҚТАРЫ

1. Кестенің қандай параметрларымен контурдағы соққылы қозғаудың кідіру жиілігі анықталады ?

2. Неге қозғау импульстің ұзақтығы азайған сайын кідіру амплитудасы контурда көбейеді ?

3. Зерттелетің автогенератордың кестесінде амплитуданың балансы қалай өзгеруі мүмкін ?

4. Фазалардың балансының физикалық мағынасы қандай ?

5. R4 резисторының кедергісі автогенератордың амплитудасының кідіруіне қандай әсер етеді ?

6. Назначение LC генератора.

7. Соққылы қозғау генераторының ерекшеліктері .

8. Тиімді қозғау үшін қандай жағдай қажет ?

9. Амплитуданың және фаза балансының жағдайын көрсететің формулалар .

10. Автогенераторларды орындау алдындағы ережелерді құрастыру.

БЕКІТІЛГЕН

АӨТ кафедрасының отырысында

қаралды оқу-методикалық бюросы

"____"____________2006 г. "___"______________2006 г.

Протокол №____