Генератор с фазосдвигающей цепью

Министерство образования и науки Российской Федерации

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧЕРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КАЗАНСКИЙ (ПРИВОЛЖСКИЙ) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

RC-Генератор

 

Выполнили:

студенты гр. 06-551

Свинин К.В.

Шарафеев М.Ш.

 

 

Казань 2017г.

 

 

Цель работы: На практике исследовать работу RC-генератора, подтвердить теоретические данные экспериментально.

Изучить RC-генератор с мостом Вина и RC-генератор с фазосдвигающей цепью.

Оборудование:

• Лабораторная установка

• Электронно-лучевой осциллограф С1-72

• Генератор Г3-120

• Милливольтметр В3-38

Ход выполнения работы:

RC-Генератор с мостом Вина

 

Снимем частотную и фазовую характеристики цепочки Вина.

 

U_вх = 0,83 В

f, кГц	Uвыx, В	Коэффициент передачи	Фаза
	0,085	0,102
	0,155	0,187
	0,19	0,229
	0,216	0,26
	0,233	0,281
	0,24	0,289
	0,245	0,295
	0,251	0,302
	0,251	0,302
	0,251	0,302	-5
	0,248	0,299	-16
	0,243	0,293	-20
	0,239	0,288	-21
	0,238	0,287	-24
	0,233	0,281	-28
	0,226	0,272	-30
	0,22	0,265	-32
	0,213	0,257	-35
	0,21	0,253	-38
	0,205	0,247	-40

 

Определим частоту f₀, на которой затухание цепочки минимально.

f₀ = 9 кГц.

 

Рассчитаем частотную и фазовую характеристики моста Вина по формулам:

 

f, кГц	Коэффициент передачи	Фаза
	0,130
	0,223
	0,277
	0,307
	0,323
	0,331
	0,333
	0,333	-2
	0,330	-8
	0,326	-12
	0,320	-16
	0,314	-19
	0,308	-22
	0,301	-25
	0,294	-28
	0,288	-30
	0,281	-33
	0,274	-35
	0,267	-37
	0,260	-39

 

Определим частоту f₀, на которой затухание цепочки минимально.

f₀ = 8 кГц. Отклонение от величины, полученной практическим путем, составляет 11,1 %

 

Изобразим частотные и фазовые характеристики для теоретических и практических значений коэффициента передачи:

 

Исследуем влияние коэффициента усиления операционного усилителя на процесс генерирования колебаний.

Установим минимальное усиление, при котором будет наблюдаться самовозбуждение. Частоту автоколебаний, определим методом фигур Лиссажу по блок-схеме:

f₀ = 10 кГц. Частота отклоняется от частоты, на которой затухания цепочки минимально, на 11%

 

U_вх = 30 мВ, U_вых = 100 мВ;

Определим коэффициент усиления усилителя:

k = 3,3;

β(ω₀)* k(ω₀) = 1,07;

Полученный результат отклоняется от единицы на 7%

 

 

Установим максимальное усиление, при котором будет наблюдаться искажение:

 

U_вх = 30 мВ, U_вых = 130 мВ;

k = 4,33;

β(ω₀)* k(ω₀) = 1,39;

Генератор с фазосдвигающей цепью

Исследуем влияния коэффициента усиления усилителя на процесс генерирования колебаний.

Методом фигур Лиссажу по блок-схеме определим частоту автоколебаний:

 

Методом Лиссажу определим частоту автоколебаний:

 

f₀ = 1,33 кГц.

Установим минимальное усиление, при котором будет наблюдаться самовозбуждение:

 

U_вх= 30 мВ, U_вых= 900 мВ;

Определим коэффициент усиления усилителя:

k = 30;

β = 0,034;

β(ω₀)* k(ω₀) = 1.03;

Полученная величина отклоняется от единицы на 3%.

 

Увеличим коэффициент усиления до появления искажений:

 

U_вх= 30 мВ, U_вых = 2000 мВ;

Определим коэффициент усиления усилителя:

k = 66,6;

β(ω₀)* k(ω₀) = 2,3;

 

Вывод: В ходе лабораторной работы мы исследовали RC-генераторы с мостом Вина и c фазосдвигающей цепью, изучили на практике влияние коэффициента усиления на искажение сигнала. Подтвердили теоретические данные экспериментально.