Исследование генератора гармонических колебаний

Цель работы: Построение схемы и изучение принципа работы генератора гармонических колебаний.

 

Лабораторная работа выполняется при помощи программы Electronic Workbench.

 Скачать файл работы целиком. 

Порядок выполнения работы

1.     Собрать схему автогенератора, изображенную на рис. 1.

Рис. 1 – схема для исследования автогенератора, собранного по схеме

2. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой (рекомендуется использовать полученные при расчете). 

3. Включить схему.

4. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. 

5. Остановить процесс.

6. Нажать на осциллографе кнопку Expand.

7. На экране можно просмотреть запись осциллограммы, начиная от момента включения схемы (рис. 2).

Рис. 2 – наблюдение самовозбуждения генератора

8. Произвести расчет схемы для заданной частоты (Предлагается преподавателем или рассчитывается по формуле f = [Ваш номер по журналу] × 1000 Гц)

9. Подставить в схему полученные значения.

10. Повторить пункты 3 – 6.

11. Установить маркеры 1 и 2 (синий и красный) так, как показано на рис.3, добиваясь, чтобы разность VA2-VA1 была как можно ближе к нулю.

12. Определив период колебаний из строки Т2-Т1, рассчитать частоту генерации и сравнить результат с расчетным.

13. Собрать схему автогенератора, изображенную на рис. 3

Рис. 3 – схема для исследования автогенератора на ОУ с мостом Вина

14. Установить значения параметров элементов в соответствии со схемой. 

15. Включить схему.

16. Развернуть и настроить осциллограф, изменяя чувствительность и длительность развертки. 

17. Настроить генератор, изменяя сопротивление переменного резистора с помощью клавиш [R] (уменьшение сопротивления) и комбинации [Shift]+[R] (увеличение сопротивления).

18. Остановить процесс.

19. Нажать на осциллографе кнопку Expand.

Рис. 4 – осциллограммы напряжения на конденсаторе и выходного сигнала

20. Установить визирные линии 1 и 2 (синяя и красная) так, как показано на рис.3, добиваясь, чтобы разность VA2-VA1 была как можно ближе к нулю.

21. Определив период колебаний из строки Т2-Т1, рассчитать частоту генерации.

22. Рассчитать частоту генерации, используя параметры элементов схемы. Сравнить результаты с полученными опытным путем.
23. Сделать вывод.

 

Контрольные вопросы:

1. Что такое генератор гармонических колебаний? Каково его назначение

2. Нарисуйте структурную схему автогенератора. Поясните назначение элементов схемы.

3. Назовите условия самовозбуждения генератора. Расскажите подробно о каждом из них.

4. Поясните понятия «мягкий» и «жесткий» режимы самовозбуждения

5. Как получить на выходе синусоидальный сигнал определенной частоты?

6. Назовите причины, вызывающие нарушение стабильности частоты автогенератора

7. Что такое кварцевый резонатор?

8. Нарисуйте схему и поясните работу LC-автогенератора с индуктивной связью

9. Нарисуйте схему и поясните работу трехточечных схем автогенератора. По каким формулам определяется частота генерации?

10. В каких случаях применяются RC-генераторы?

11. Нарисуйте и поясните работу RC-генератора с мостом Вина

12. Нарисуйте и поясните работу RC-генератора с двойным Т-образным мостом