4. Лабораторное задание

1. Составить из блоков пользовательской библиотеки структурную схему модели измерительной установки согласно рисунку 4 без блока характериографа XY-Graph. Подключить к аттенюатору Kam гармонический сигнал с генератора AM-Modulator. Величину Kam принять равной 0 (пока напряжение синхронизации на транзистор не подаётся), частоту генератора – 200 кГц, амплитуду – 1 В. Установить величину напряжения смещения Uсm = 0.45 В, задать коэффициент усиления Koc в цепи обратной связи равным 0.05, коэффициент усиления Kpr в прямой цепи равным 0.1.

Параметры модели транзистора взять из лабораторной работы № 2, задав их с помощью блока Load parameters of transistor. После чего щёлкнуть по блоку транзистора Transistor и убедиться в правильном виде вольт-амперной характеристики моделируемого транзистора.

Временной интервал моделирования задать равным: Start time = 0, Stop time = 0.001  c, максимальный шаг интегрирования задать равным 1е-7 с.

2. Дважды щёлкнув мышкой по блоку Load parameters of kontur, задать параметры модели колебательного контура с помощью дополнительного окна, показанного на рисунке 5. Сначала изменить на желаемые имеющиеся пять значений параметров по умолчанию, затем при нажатии кнопки Расчёт получить обобщённые характеристики контура – резонансную частоту и сопротивление, добротность контура. Если эти параметры приемлемы, нажатием кнопки Ввод передать их в рабочее пространство системы MATLAB.

Рисунок 5 – Окно ввода параметров колебательного контура с возможным неполным включением

3. Проверка выполнения баланса амплитуд. Настроив таким образом колебательный контур на заданную частоту 200 кГц, определить экспериментально коэффициент обратной связи Koc, при котором наступает устойчивая генерация. Измерить и записать амплитуды всех трёх процессов, подводимых к осциллографу Signal. Графики процессов с помощью кнопки Graphics скопировать в черновик отчёта. Уменьшить коэффициент Kpr в прямой цепи в два раза и определить коэффициент обратной связи Koc начала устойчивой генерации, увеличивая его при отсутствии колебательных процессов на выходе генератора. Снова измерить и записать амплитуды всех трёх процессов, подводимых к осциллографу Signal.

4. Проверка выполнения баланса фаз. Снова задать коэффициент усиления Kpr в прямой цепи равным 0.1, а знак коэффициента усиления Koc в цепи обратной связи изменить на обратный, сделав его равным -0.05. Убедиться в отсутствии генерации. Графики затухающих процессов скопировать в черновик отчёта.

5. Исследовать влияние коэффициента включения р на обобщённые параметры контура и величину амплитуды выходного ВЧ-колебания. Для этого установить коэффициенты Kpr=0.1 и Koc=0.05 и, задавая с помощью блока Load parameters of kontur величину р равной 1, 0.9, 0.8, 0.7, 0.6, 0.5, 0.4, 0.3, 0,2 и 0.1, определить по осциллографу Signal амплитуду ВЧ-колебания. Увеличить коэффициент Kpr в два раза и проделать измерения амплитуды при тех же значениях параметра p. Записать данные и построить оба графика на одних и тех же координатных осях.

6. Снять зависимость амплитуды генерируемых колебаний от коэффициента обратной связи Koc для автогенератора при двух значениях напряжения смещения U_cm1 и U_cm2. Для этого коэффициент включения р установить равным 1, напряжение смещения, равное U_cm1 и уменьшить величину Koc до срыва колебаний.. Снять зависимость напряжения генерируемых колебаний от величины Koc, сначала увеличивая его до максимального, равного 1, а затем уменьшая от максимального до срыва колебаний.

Установить напряжение смещения, равное U_cm2 (при отсутствии генерации). Снять зависимость напряжения генерируемых колебаний от величины Koc при изменении расстояния в двух направлениях.

7. Исследовать действие внешней гармонической ЭДС на автогенератор. Установить напряжение смещения, равное U_cm1. Добиться устойчивой генерации колебаний. Измерить напряжение U_1m колебаний на выходе блока Koc (цепи обратной связи).

1) Подать на сумматор Add гармоническое колебание с выхода генератора AM-Modulator с частотой 200 кГц. Амплитуду напряжения генератора установить равной 0,5 U_1m. Время моделирования принять равным 0.2 мс.

Подключить к выходу блока Kontour вход «Х» характериографа XY Graph. На вход «Y» подать сигнал с выхода генератора AM-Modulator. Получить на экране осциллографа фигуру Лиссажу (рисунок 6).

Изменяя частоту генератора AM-Modulator в окрестности 200 кГц, добиться режима захвата. Признаком захвата считать установившееся с течением времени повторяющееся наложение эллипсов друг на друга и образование чётко различимого «жирного» эллипса на фоне следов переходного режима. Отмечая граничные частоты диапазона захвата, определить полосу захвата.

2) Установить напряжение на выходе блока Koc, равное 0,2 U_1m. Повторить измерение полосы захвата.

Рисунок 6 – Вид фигуры Лиссажу в окне характериографа

и соответствующие осциллограммы ВЧ-колебаний