Лабораторная работа №5
ИССЛЕДОВАНИЕ АВТОГЕНЕРАТОРА СИНУСОИДАЛЬНЫХ КОЛЕБАНИЙ
Цель работы. Изучить работу транзисторного автогенератора синусоидальных колебаний с трансформаторной обратной связью, снять частотную характеристику усилителя.
Краткие сведения из теории
Автогенератором гармонических колебаний называют устройство, преобразующее энергию источника постоянного тока в энергию электрических колебаний синусоидальной формы требуемой частоты и мощности. На практике автогенераторы находят широкое применение в радиотехнике, автоматике и телемеханике, в вычислительной технике и т. п. В состав автогенератора (рис. 1) входит усилитель с коэффициентом усиления k и цепь положительной обратной связи с коэффициентом обратной связи β.
| 
|
| Рисунок 1 – Структурная схема автогенератора | Рисунок 2 – Частотная характеристика усилителя |
В качестве усилителя, как правило, используют избирательный усилитель с LC – фильтром, основной характеристикой которого являет-ся зависимость коэффициента усиления от частоты сигнала на его входе (рис. 2).
Коэффициент усиления такого усилителя максимален при совпа-дении частоты входного сигнала с частотой резонанса колебательного контура. Для превращения данного усилителя в автогенератор необхо-димо ввести положительную обратную связь.
На рис. 3 приведена принципиальная схема транзисторного авто-генератора с трансформаторной обратной связью, которая осуществля-ется с помощью катушки L1.
Катушка L2 имеет магнитную связь с L1 и образует с конденсато-ром C2 колебательный контур. Конденсаторы C1, C3, C4 служат для раз-деления переменной и постоянной составляющих сигнала. Конденсатор C5 совместно с резистором R4 составляют нагрузку генератора. Резисто-ры R1, R2, R3 обеспечивают требуемый режим работы транзистора по по-стоянному току.
Рисунок 3 – Схема испытаний
При включении источника питания Eс в колебательном контуре L2 - C2 появятся слабые колебания с частотой 
. В отсутствие положи-тельной обратной связи они должны прекратится (затухать) из-за активных потерь энергии в этом контуре. Но появившийся в контуре колебательный ток вызовет небольшое напряжение Uвх на катушке L1, которое усилит базовый ток и, как следствие, ток коллектора и контура. Таким образом, для нормальной работы автогенератора полярность напряжения на L1 должна быть такой, чтобы ток базы, усиленный транзистором, способствовал увеличению тока в колебательном контуре. При этом более всего усиливается составляющая тока с частотой 
,на которой коэффициент усиления транзисторного каскада (см. рис. 2) максимален.
Увеличение тока в колебательном контуре будет происходить только до определенной величины. Это объясняется следующим: из-за нелинейности характеристик транзистора с увеличением сигнала в базо-вой цепи уменьшается коэффициент усиления каскада, и в некоторый момент произведения коэффициентов β и k становится равным единице. При выполнении данного условия в автогенераторе усиливается режим стационарных колебаний, амплитуда и частота которых будут неизмен-ными. Амплитуда колебаний в установившемся режиме определяется величиной ЭДС источника питания, коэффициентом β, параметрами транзистора и колебательного контура.