1. Badanie prostego generatora VCO - układu Bowesa
W pierwszej części ćwiczenia przeprowadziliśmy pomiar charakterystyki przestrajania generatora VCO zbudowanego z astabilnego przerzutnika z emiterowym sprzężeniem pojemnościowym - układu Bowesa. Zmontowaliśmy układ dla następujących założeń projektowych:
- częstotliwość początkowa -
- względny zakres przestrajania: -
- zakres zmian napięcia sterującego DU [V]: -
Wyliczone elementy (elementy najbardziej odpowiadające wyliczonym, dobrane z szeregu):
- R = 11 kΩ
- C = 10 nF
Uzyskaną charakterystykę przedstawia poniższy wykres. Dodatkowo korzystając z programu Origin, na wykres naniesiono charakterystykę idealną, będącą dopasowaniem liniowym metodą najmniejszych kwadratów punktów uzyskanych doświadczalnie, oraz odchyłki od wartości idealnych.
Jak widać na wykresie częstotliwość zmieniała się w zakresie od 0,163 [kHz] do 5,87 [kHz]. Wyniki nieznacznie odbiegają od wartości zakładanych. Różnice te mogą wynikać, z niedokładności przeprowadzonych obliczeń, jak również z konieczności dobierania elementów z szeregów: E24 dla rezystora, E6 dla kondensatora. Maksymalny prąd źródła prądowego ogranicza od góry możliwość przestrajania generatora, minimalna wartość tego prądu ogranicza ten zakres od dołu.
Liniowość przestrajania generatora obliczyliśmy korzystając z programu Origin, wynosi ona 0,99882. Jak można zauważyć, charakterystyka przestrajania jest niemal idealnie liniowa.
2. Analiza pracy precyzyjnego generatora VCO
Zgodnie z instrukcją zaobserwowaliśmy przebiegi napięciowe w odpowiednich punktach wkładki: a, b, c, d, e. Charakterystyki badaliśmy dla f = 2,8 [kHz] i U = 5 [V].
Zmierzony zakres przestrajania generatora:
- fmax = 5,79 [kHz] dla U = 10 [V]
- fmin = 95 [Hz] dla U = 0,01 [V]
Zmieniając wartości rezystancji układu źródła prądowego można ustawić dolną granicę zakresu przestrajania, wynika to z obliczeń teoretycznych przeprowadzonych w konspekcie. Wydajność prądowa źródła prądowego ogranicza zakres przestrajania. Złożone lustro prądowe zastosowane w generatorze zapewnia większą stabilność i stałość prądową.
3. Badanie generatorów funkcyjnych
Zgodnie z wyliczeniami wmontowaliśmy do układu rezystory o zbliżonych wartościach:
- R1 = 680 kΩ
- R2 = 91 kΩ
- R3 = 8,2 kΩ
- R4 = 11 kΩ
Niestety przy użyciu potencjometrów nie byliśmy w stanie ustawić zakładanych poziomów napięć, więc obserwując kształt sinusoidy na ekranie oscyloskopu (w odniesieniu do napięcia generatora modulującego) ustawiliśmy tak potencjometry, aby sinusoida była oddana jak najwierniej. Napięcia w punktach pomiarowych:
- Ua = 2,26 [V]
- Ub = 1,414 [V]
- Uc = -2,512 [V]
- Ud = -2,7869 [V]