Нелинейные колебательные контуры

Санкт-Петербургский Политехнический университет

Кафедра Квантовой электроники

 

 

 

 

 

 

 

Отчет по лабораторной работе №57

Нелинейные колебательные контуры

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнили:

студенты                                                                                                                              ччччччч.

                                                                                                                               нннннннн

 

Преподаватель:                                                                                                                    пппппппп

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2015 г.

1.Контур с нелинейной  емкостью.

Схема лабораторного макета приведена на рис.1

1.1. Были подобраны амплитуда  и частота внешнего генератора  fГ = 92 кГц , при которых в контуре с автоматическим смещением реализовался режим автомодуляции вынужденных колебаний. Осциллограмма напряжения на диоде представлена на рис.2.

 
                                                                                                                                              Рис.1. X:10 мс/дел, Y: 2В/дел

1.2.На диод было подано напряжение, препятствующее отпиранию p-n перехода. Зависимость амплитуды напряжения на диоде от частоты содержала две точки скачкообразного изменения амплитуды колебаний, со скачком вниз на меньшей частоте, чем скачок вверх (см. таб.1 и рис.3).

 
                                                                                                                                                                                     таблица 1 (при уменьшении частоты)          Рис.2

 

таблица 2 (при увеличении частоты)     Рис. 3

1.3 Затем было установлено большее  значение амплитуды выходного  напряжения генератора, при котором  в резонансной кривой скачок  вниз был на большей частоте, чем скачок вверх (см. таб.2 и рис.4).

В итоге форма резонансной кривой изменилась. Это обусловлено тем, что при определенном увеличении амплитуды генератора на какую-то часть периода колебаний диод открывается. Появляются прямые токи, в области которых нельзя пренебрегать вкладом диффузионной емкости в дифференциальную емкость диода.

 

    таблица 3(при уменьшении частоты)          Рис.4

 

таблица 4(при увеличении частоты)                    Рис.5

 

2. Контур с нелинейной  индуктивностью катушки с ферромагнитным сердечником.

2.1. При частоте генератора fГ=10 кГц было получено изображение основной линии намагничивания ферромагнитного материала сердечника катушки (рис.2).  Чтобы перейти к координатам i , ψ , были использованы формулы: , .

 

 

 

 

 

 

Рис.(1). Схема лабораторного макета    

2.2. Получили  на экране осциллографа в режиме Х-У изображение петли гистерезиса ферромагнитного материала сердечника катушки в координатах i , ψ.

 Рис.(2). X:0,5В/дел(50мА/дел),, Y:0,02В/дел.(0,4мВб/дел)

 

2.3. id = 180 мА, ψd= 0,97мВб - наиболее удаленная точка,

      ib= 60мА, ψb = 0,7 мВб - точка середины изгиба линии

Тогда приближенная оценка для крутизны начального участка АВХ

 L0 = ψ0/i0 = 13,3 мГн,

где  i0≈0.5ib =30 мА,

      ψ0≈ψ(i0)=0,4 мВб.

 

2.4. Получены осциллограммы контурного  тока i(t) и потокосцепления ψ(t) (см.рис.3). 

Рис.3. 1к: 0.1В/дел(10мА/дел), 2к: 0,005В/дел(0,01мВб/дел)

2.6. Для различных амплитуд входного  напряжения были определены значения  частот fm , при которых достигался максимум амплитуды тока Im .

2.7. Были подсчитаны вспомогательные характеристики:

,

Затем по формуле, приведенной ниже, была построена кусочно-полиномиальная аппроксимация АВХ.        

, где