LC ostsillaatorid (1)

TALLINNA TEHNIKAÜLIKOOL

Raadio- ja sidetehnika instituut
Laboratoorse töö LC-OSTSILLAATORID
ARUANNE
Täitja:
Juhendaja Ivo Müürsepp
Töö tehtud detsember 2008
Aruanne esitatud ………………………………………..
(kuupäev)
Aruanne tagastatud ……………………………………..
(kuupäev)
Aruanne kaitstud ……………………………………….
(kuupäev)
………………………………..
(juhendaja allkiri )
Sissejuhatus
Laboratoorse töö eesmärk on tutvuda lihtsate ,võnkeringil baseeruvate ostsillatorite ehituse ja tööpõhimõtetega.Samuti tutvumine Colpitsi ja Hartley ostsillattorite, Thompsoni valemi ja sagedusstabiilsuse mõistega.
Kasutatud seadmed
1. Ostsillaatoritega maketimoodul KL-93001.
2. Toitemoodul KL-92001.
3. Sagedusmõõtur HP 53131A.
4. Multimeeter (HP 34401A).
5. Ühendusjuhtmed.
1.Laboratoorses töös kasutatud skeemid
Joon 1.Colpittsi(a) ja Hartley (b) ostsillatorid
2.Ostsillatori väljundpinge amplituud
Vaja on leida ostsillatori väljundpinge amplituud.Amplituudi mõõtmiseks kasutasime Other Meas menüüst valikut VOLT PEAKS, mis leidis signaali maksimaalse() ja minimaalse () väärtuse.
Amplituud on leitav järgmiselt:
V
V
(V)
3.Sageduse keskväärtus,veahinnang ja stabiilsus
Kasutades režiimi Stop/ Single mõõtsime väljundsignaali sagedust kümnel korral.
Saime järgmised mõõtetulemused:
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
1)Sageduse keskväärtuse leiame järgmiselt:
= 1011 ,022 kHz
2)Veahinnangu usaldusväärsusega 0,95 leiame järgmiselt:
kHz
Arvestades veahinnangu väärtust,keskmise sageduse väärtust ning mõõdetud sageduste tulemusi, siis paistab ,et kasutatava ostsillaatori sagedus pole kuigi stabiilne.Sagedus kõigub küll vähe,aga sellegipoolest ei ole ostsillaator stabiilne.
4.Pooli L1 induktiivsus
Teades.et võnkeringi kondensaatorite väärtused on C3=1nF ja C4=15nF,leiame kasutades Thompsoni valemit pooli L1 induktiivsuse.
Thompsoni valem:
Meil vajalik valem on siis seega :
F F Hz
μH
5.Väljundpinge amplituud,sagedus ja selle veahinnang
Ühendasime sildade J2 ja J4 abil ostsilllaatori külge võnkeringi,mis koosneb elementidest C5,C6 ja L2.
1)Ostsillaatori väljundpinge amplituudi leiame samasuguselt nagu aruande punktis 2:
V
V
(V)
2)Mõõtes saime järgmised 10 sageduse tulemust:
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
kHz
3)Mõõdetud signaalide keskväärtuse leian järgnevalt:
=7395,432 kHz
4)Veahinnangu usaldusväärsusega 0,95 leiame järgmiselt:
0,116601383 ≈ 0,1kHz
6.Kas ja kuidas muutus väljundpinge amplituud sageduse suurenemisel?
Väiksemate sageduste juures oli väljundpinge amplituud 5,1V.
Suuremate sageduste juures oli väljundpinge amplituud 4,92V.
Seega näeme,et väljundpinge amplituud muutus sageduse suurenedes väiksemaks.
7. Kondensaatori C6 mahtuvus
Teades,et kondensaatori C5 mahtuvus on 100pF ja induktiivpooli L2 induktiivsus 2,7μH, leiame kondensaatori C6 mahtuvuse järgmiselt :
F
H
Hz
8.Väjundsignaali sageduse sõltuvus toitepinge amplituudist
Muutsime ostsillatori toitepinget ühevoldise sammuga 9V kuni 14V ning mõõtsime iga pinge väärtuse korral väljundsignaali sagedust kümme korda.
Lõpuks leidsime igas mõõtepunktis sageduse keskmise väärtuse ja veahinnangu ning koostasime vastava graafiku ja tabeli.
Tabel 1.Sageuste 10 väärtust erinevate toitepingete korral
Toitepinge(V)
Sagedus f(kHz)
9
10
11
12
13
14
2568,99
2552,33
2537,9
2529,05
2521,85
2517,22
2568,06
2552,19
2537,74
2529,4
2521,78
2516,09
2568,07
2552,22
2537,9
2529,52
2521,68
2516,94
2567 ,64
2552,3
2537,88
2529,36
2521,69
2516,52
2567,58
2552,87
2538,34
2529,19
2521,55
2516,63
2567,89
2552,84
2537,99
2529,93
2521,61
2516,62
2567,52
2552,84
2537,98
2530 ,68
2521,65
2516,64
2567,27
2552,66
2537,97
2529,18
2521,65
2516,1
2567,46
2552,62
2538,02
2529,11
2521,64
2516,12
2567,26
2552,31
2538,08
2529,23
2521,64
2516,3
1)Leidsime iga toitepinge korral keskmise sageduse väärtuse:
= 2567,77 kHz
= 2552,52 kHz
= 2537,98 kHz
= 2529,47 kHz
= 2521,67 kHz
= 2516,52 kHz
2)Leidsime veahinnangu usaldusväärsusega 0,95 igale sagedusele erinavete toitepinge väärtuste korral:
3)Koostasime tabeli kasvavatele toitepinge väärtustele vastavate keskmiste sageduste ja veahinnangutega:
Tabel 2.Sageduse kesksageduse ja veahinnangu väärtused kasvavate toitepinge väärtuste korral
Toitepinge
9V
10V
11V
12V
13V
14V
(kHz)
2567,77
2552,52
2537,98
2529,47
2521,67
2516,52
(kHz)
0,4
0,2
0,1
0,3
0,1
0,3
4) Tegime graafiku kasvavatele toitepinge väärtustele vastavate keskmiste väärtustega ja veahinnangutega,vastavad väärtused on kirjas eelnevalt toodud tabelis(Tabel 2):
Graafik 1.Keskmine sagedus ja veahinnang kasvavate toitepinge väärtuste korral
Nagu tabelist ja graafikult näeme,ei muutu sagedus toitepinge tõstmisel kuigi palju.
Kokkuvõte
Antud laboratoorses töös õppisime tundma võnkeringil baseeruvate ostsillaatorite ehitust ja tööpõhimõtteid. Arvutasime Thompsoni valemist lähtudes puuduolevate skeemielementide väärtused. Leidsime sageduste keskmised väärtused ja nende veahinnangud. Uurisime sageduse muutust erinevatel sagedusaladel ja toitepinge kasvamise korral.