Экспериментальные исследования

Ознакомившись с описанием лабораторной установки и составив план проведения экспериментальных исследований, включить установку нажатием кнопки «Вкл» на задней стенке установки.

Все переключения производятся с помощью кнопок на передней панели установки, включенное состояние кнопки индицируется светодиодом. Измерения выполняются встроенными приборами под управлением микроконтроллера, а результаты измерений выводятся на цифробуквенный дисплей, расположенный на лицевой панели. Выбор измеряемых величин и подключение их к дисплею производится кнопками выбора пункта лабораторной работы («<<», «»), расположенными вместе с кнопкой «сброс» («T») под цифробуквенным дисплеем.

Лабораторная работа включает четыре задания.

З а д а н и е 1. Снять зависимость постоянного напряжения на выходе частотного детектора от частоты входного сигнала при разомкнутой петле обратной связи (светодиодный индикатор «ВКЛ» в поле «ЧАПЧ» не светится). Частоту входного сигнала изменять в пределах от 1280 кГц до 1360 кГц. Частоты и , соответствующие экстремумам и нулю выходного напряжения частотного детектора, определить с погрешностью не более 0,2 кГц.

Частота входного сигнала и промежуточная частота, соответствующие нулю выходного напряжения, являются, соответственно, . Получить значения . Результаты измерения занести в таблицу. Построить график .

З а д а н и е 2. Получить зависимости частоты выходного сигнала от частоты входного сигнала (в диапазоне (1280–1360) кГц) при замкнутой петле обратной связи (светодиодный индикатор «ВКЛ» в поле «ЧАПЧ» светится), включённом фильтре низкой частоты первого порядка (светодиодный индикатор «1» «ФНЧ» светится, остальные не светятся) для различных значений коэффициента усиления K_U .

2.1. Установить коэффициент усиления K_U = 1 (светодиодные индикаторы «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» не светятся) и получить зависимость . Перестройку частоты производить как в сторону увеличения частоты от 1280 кГц до 1360 кГц, так и в сторону её уменьшения от 1360 кГц до 1280 кГц. Обратить внимание на наличие (или отсутствие) петли гистерезиса. Результаты измерения , и расчёты , занести в две таблицы. Построить график где .

2.2. Повторить измерения по п. 2.1 для коэффициента усиления K_U = 2,6 (светодиодный индикатор «К1» «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» светится).

П р и м е ч а н и я: Частоты и , соответствующие характерным точкам (нули, экстремумы, и перескоки), определять с погрешностью не более 0,1 кГц. Разомкнутая петля обратной связи эквивалентна K_U = 0.

2.3. Повторить измерения по п. 2.1 для коэффициента усиления K_U = 10 (светодиодный индикатор «К2» «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» светится, остальные не светятся).

2.4. Повторить измерения по п. 2.1 для коэффициента усиления K_U = 50 (светодиодный индикатор «К3» «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» светится, остальные не светятся).

З а д а н и е 3. Определить зависимость величины остаточной расстройки промежуточной частоты от величины коэффициента усиления в петле обратной связи для ФНЧ первого порядка (светодиодный индикатор «1» «ФНЧ» светится, остальные не светятся).

При начальной расстройке получить величину при следующих условиях: петля обратной связи разомкнута (светодиодный индикатор «ВКЛ» в поле «ЧАПЧ» не светится); петля обратной связи замкнута (светодиодный индикатор «ВКЛ» в поле «ЧАПЧ» светится): коэффициенты усиления K_U = 1 (светодиодные индикаторы «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» не светятся), K_U = 2,6 (светодиодный индикатор «К1» «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» светится), K_U = 10 (светодиодный индикатор «К2» «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» светится, остальные не светятся), и K_U = 50 (светодиодный индикатор «К3» «УСИЛЕНИЕ» в поле «ЧАПЧ» светится, остальные не светятся). Результаты измерения и значение напряжения на выходе частотного детектора занести в таблицу.

З а д а н и е 4. Определить время установления процесса втягивания и проанализировать формы переходного процесса (динамические характеристики). Установить начальную расстройку в пределах (4–8) кГц. Включить циклический режим работы системы ЧАПЧ (светодиодный индикатор «ВКЛ» поля «G_ц» светится.

4.1. Для фильтра низкой частоты первого порядка (светодиодный индикатор «1» «ФНЧ» светится) получить осциллограммы процесса втягивания частоты для четырех значений коэффициента усиления K_U = 1; 2,6; 10 и 50. С помощью осциллографа, подключенного к коаксиальному разъему «Вых. 3», получить осциллограммы напряжения на выходе частотного детектора и зарисовать их.

4.2. Для фильтра низкой частоты второго порядка (светодиодный индикатор «2» «ФНЧ» светится) получить осциллограммы процесса втягивания частоты для четырех значений коэффициента усиления K_U = 1; 2,6; 10 и 50. Зарисовать осциллограммы напряжений.