На главную

Опубликовано:

Иноземцев В.А. Устройство для исследования мягкого и жесткого режимов самовозбуждения LC-генератора // Преподавание физики в высшей школе: Сб. науч. тр. - М.: Изд-во МПГУ, 1997. - № 10. - С. 60-62.

 

В.А.ИНОЗЕМЦЕВ

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ  МЯГКОГО И ЖЕСТКОГО РЕЖИМОВ  САМОВОЗБУЖДЕНИЯ  LC - ГЕНЕРАТОРА

 

Рассмотрено одно из устройств для лабора-

торных занятий по физической электронике.

 

К нам неоднократно обращались учителя школ с просьбой объяснить, почему LC -генератор, собранный по приведенной в школьном учебнике физики [1; 2] схеме, не работает. Для объяснения причин этого явления следует напомнить, что в зависимости от величины постоянной составляющей напряжения база - эмиттер транзистора собранный на нем  LC - генератор может работать либо в мягком, либо в жестком режиме самовозбуждения. В школьных учебниках физики приводится схема LC - генератора, способного работать только в жестком режиме самовозбуждения. Получить незатухающие колебания в таком генераторе можно, если на короткое время зашунтировать выводы коллектор - эмиттер транзистора резистором небольшого сопротивления (резистор R1 в схеме на рисунке 1) и при этом будут выполнены условия баланса фаз (правильно подключены концы катушки связи L_св) и баланса амплитуд (катушка связи имеет достаточное число витков).

Традиционно в вузах в лабораторной работе по изучению LC - генератора исследуется зависимость амплитуды установившихся колебаний от коэффициента связи между контурной катушкой и катушкой связи ( изменение числа витков катушки связи и (или) изменение расстояния между этими катушками) [3; 4]. Процесс установления колебаний в LC - генераторе во времени обычно не исследуется. На рис. 2 приведена  схема устройства, позволяющего наблюдать на экране осциллографа зависимость амплитуды колебаний на выходе LC - генератора от времени для случаев мягкого и жесткого режимов самовозбуждения LC - генератора. Удобно применить двухлучевой осциллограф, что позволит наблюдать также зависимость питающего напряжения LC - генератора от времени.

На схеме номинальные значения параметров проставлены не для всех радиотехнических элементов. Это сделано специально, чтобы дать простор творчеству при повторении данного устройства. Емкости конденсаторов выбираются в зависимости от частоты колебаний, получаемых в LC - генераторе. В качестве ключей  SA1 и SA2 схемы рис. 1 используются соответственно ключи на транзисторах  VT2  и VT4 схемы рис. 2. Режим самовозбуждения изменяют резистором R11.

На логических элементах DD1.1, DD1.2  собран мультивибратор, а на логических элементах  DD1.3, DD1.4 - одновибратор. При исследовании генератора в жестком режиме самовозбуждения резистор R14 закорачивают и катушку связи берут с большим числом витков (поэтому катушку связи делают сменной). Резистор R15 необходим для измерения тока эмиттера транзистора VT1 (напряжение с этого резистора подается на один из входов вертикального отклонения осциллографа после того, как осциллограммы в других точках зарисованы).

 

СПИСОК  ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Мякишев Г. Я., Буховцев Б. Б. Физика: Учеб.  для 11 кл. сред. шк. - 2-е изд., дораб. -М.: Просвещение, 1993. - 254 с.: ил.

2. Физика: Учеб. пособие для 11 кл. шк. и классов с углубл. изуч. физики/ А. Т. Глазунов, О. Ф. Кабардин, А. Н. Малинин и др.;  Под ред. А. А. Пинского. - М.: Просвещение, 1994. - 432 с.: ил.

3. Гершензон Е. М., Полянина Г. Д., Соина Н. В. Радиотехника: Учеб. пособие для студентов физ.-мат. фак. пед. ин-тов. - М.: Просвещение, 1986. - 319 с.: ил.

4. Манаев Е. И. Основы радиоэлектроники: Учеб. пособие для вузов. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Радио и связь, 1985. - 488 с., ил.