1

AMPLIFICATORUL CU CIRCUIT ACORDAT DERIVATIE

2

3

4

5

3) Desfăşurarea lucrării Macheta, a carei schema de principiu este dată in figura 5, are o serie de facilităţi pe care le prezentăm în continuare.

Figura 5

Comutatorul K1 introduce sau nu rezistenţa R1. Dacă acest comutator este închis se poate aprecia Rg≅R1; daca este deschis rezistenţa Rg este mare (intr-o buna aproximare infinită). Comutatorul K0 schimbă poziţia prin care se conectează tranzistorul la circuitul acordat. Calareţul K2 scurtcircuitează, în condiţii normale de lucru rezistenţa adiţională Ra. Separatorul S permite eliminarea influenţei aparaturii de masură asupra amplificatorului. A) Se realizează sau se verifică dacă sunt făcute conexiunile din schema bloc de masură din figura 6, în care s-a notat M => machetă amplificator.

S C

Ra K2

K1 2 1

R1

K0 2 1

9

L R 1

1’ 0

2

2’

6

Figura 6 Comutatorul K1 este pe poziţia de Rg mare. Comutatorul K2 scurtcircuitează rezistenţa Ra. Cunoscând valoarea L a bobinei se calculează capacitatea de acord C+p2C22=C0, folosind relaţia (2). Modul de lucru cu analizorul de spectru 1) Fixarea frecvenţei centrale (de lucru): - se tastează CENTER; - se introduce valoarea frecvenţei centrale în MHz (1,8 MHz); - se validează cu ENTER. 2) Se fixează valoarea frecvenţa pe diviziune (SPAN): - se tastează SPAN; - se foloseşte reglajul “spinner” pentru a se selecta valoarea de 20 kHz/div. 3) Fixarea rezoluţiei benzii de frecvenţă (RBW): - se tastează RBW; - folosindu-se reglajul “spinner” se introduce valoarea 3 kHz. 4) Afişarea caracteristicii amplitudine – frecvenţă: - se apasă SHIFT, apoi TRK GEN; - se activează opţiunea TRK GEN prin apăsarea tastei “<=” până la schimbarea mesajului “OFF” în “ON”. 5) Reglarea nivelului de referinţă: - se apasă tasta LEVEL; - se folosesc tastele cu valori împreuna cu tasta ENTER sau reglajul “spinner” pentru alegerea valorii 0 dB. 6) Afişarea MARKERILOR: - se apasă tasta MKR pentru a afişa MARKERII pe ecran; - se selectează primul MARKER automat; - se selectează cu săgeţile de lângă “SPINNER” cifra ce urmează a fi modificată din numărul care

indică frecvenţa MARKERULUI; - cifra selectată se modifică cu ajutorul reglajului “SPINNER”; - trecerea de la un MARKER la altul se face cu tasta ENTER.

B) Se parcurg pe rând următoarele etape, selecţionând pe rând pentru comutatorul K0 următoarele prize: 1,3,5. a) Se aduce circuitul la acord prin modificarea capacităţii condensatorului C, pornită de la valoarea sa maximă, pentru a se evita acordarea pe o armonică, urmărind tensiunea maximă la ieşire pe frecvenţa centrală (1,8 MHz). Se citeşte această tensiune U20[dB] şi se notează în tabelul 1.

M IN

OUT

Analizor spectru

IN

OUT

7

b) Se masoară rezistenţa de pierderi prin metoda rezistenţei adiţionale. În acest scop se conectează călăreţul K2 şi se citeşte tensiunea '

20[ ]U dB . Se calculează:

,1'

20

20 −=

UU

RR a

ssRL

R22

0ω=

unde

'

20 20[ ] [ ]20 20'20

10U dB U dBU

U

−

= .

Pentru cele 3 montaje folosite rezistenţele adiţionale folosite au valorile Ra1=10 Ω, Ra2=9,97 Ω şi respectiv Ra3=9,9 Ω Rezistenţa Rs reprezintă practic rezistenţa de pierderi în serie cu bobina pentru circuitul acordat derivaţie, iar R aceeaşi rezistenţă considerată în paralel (de fapt este rezistenţa R din figura 5, notată cu R pentru a distinge metoda de măsurare). Tabelul 1

Priza U20[dB] '20U [dB] Rs R f1 f2 B Q0 R

1 3 5

c) Se masoară rezistenţa de pierderi prin metoda “dezacordului”. În acest scop se masoară frecvenţele f1 şi f2 pentru care scade tensiunea la ieşire cu 3 dB ( în raport 1/ 2 ) faţă de cea de la acord. Se completează tabelul 1, calculându-se:

B=f2-f1 , Q0=f0/B, R=ω0LQ0. d) Se compară rezultatele obţinute pentru R si R la aceeaşi priză. Dacă există diferenţe mai mari de 10% s-a comis o eroare de masură şi se caută cauza acestei erori. C) Se compară rezultatele obţinute pentru R sau R la prize diferite; se interpretează variaţia acestor rezistenţe. Ce concluzii rezultă cu privire la rezistenţa de ieşire a tranzistorului? D) Se masoară caracteristica de amplitudine (caracteristica de selectivitate) pentru priza 3, în condiţiile de la punctul 1. Se completează tabelul 2. Observaţie: Atunci când se masoară frecvenţa unui maxim (sau a unui minim) datorită definiţiei reduse a analizorului se obţine aceeaşi valoare a tensiunii nu la o frecvenţă, ci pentru o banda de frecvente (0,5 -1 kHz). Pentru a elimina nesimetria artificială a caracteristicii care ar rezulta din această cauză, se recomandă să se folosească pentru f0 nu valoarea măsurată, ci valoarea medie a frecvenţelor la care amplificarea scade cu 1 dB:

(1) (2)

1 10 2

dB dBf ff += .

8

Tabelul 2 U2 dB U20

2

20

UU

dB

-20

-10,46

-6

-3,1

-1,94

-0,915

0

-0,915

-1,94

-3,1

-6

-10,46

-20

2

20

UU

-

0,1

0,3

0,5

0,7

0,8

0,9

1

0,9

0,8

0,7

0,5

0,3

0,1

f kHz Δf kHz

Se reprezintă caracteristica de amplitudine U2/U20 în funcţie de Δf. Se precizează pe diagramă

'gR ≅ ∞ .

E) Se determină priza optimă în sensul tensiunii de ieşire la acord maxim, în condiţiile K1 închis, deci Rg=R1=3 kΩ. Se completează tabelul 3 şi se interpretează rezultatele obţinute. Pentru calculul factorului de priză p=M/L se folosesc datele obţinute prin măsurători, din tabelul 4 (L=34,13 μH, ).

Tabelul 3

Priza U20 p g'g 2

RR =

p

Nr. (dB) (-) (kΩ) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

Tabelul 4

Nr. priză

1

2

3

4

5

6

7

8

9

M (μH)

3,065

6,845

10,905

15,015

19,115

23,255

27,285

31,065

34,13

F) Se masoară caracteristica de amplitudine la priza optimă, completându-se un tabel de forma tabelului 2. Condiţiile de lucru sunt cele de la punctul E. Se reprezintă caracteristica de amplitudine în functie de Δf pe acelaşi grafic ca la punctul C.

9

G) Se determină lărgimea benzii de trecere la o atenuare cu 3 dB pentru priza optimă (p0), deasupra (p0 +2) şi sub priza optimă (p0-2). Se determină factorii de calitate în aceste trei situaţii:

0fQB

= .

Ţinând seamă de relaţiile

2

2

g

eg

RR

pR RR

p

=+

, 0

ec

RQLω

= .

se compară valorile calculate Qc cu cele măsurate Q. H) Se acordă circuitul la priza optimă; se masoară tensiunea la rezonanţă U20, apoi se scoate călăreţul K2 determinându-se noua tensiune la acord '

20U . In aceste condiţii există o altă priză la care tensiunea de rezonanţă este maximă? Explicaţi.

4) Întrebări a) Explicaţi rezultatele obţinute la punctul B în sensul dependenţei de priză. b) Se va considera exactă masuratoarea realizată prin metoda dezacordului în raport cu cea prin

metoda rezistenţei adiţionale. Explicaţi motivul. c) Ce avantaj prezintă funcţionarea amplificatorului la priza optimă? Dar sub sau peste priza

optimă? d) Dacă U20(m) este tensiunea U20 la priza “m” din tabelul 3, să se determine U20(4)/U20(2) şi

apoi să se verifice rezultatul prin calcul. e) La punctul H s-a determinat '

20U /U20 la priza optimă; să se verifice prin calcul rezultatul obţinut.

5) Aplicaţii

a) Pentru un amplificator cu circuit acordat se ştie că priza optimă este priza 3. Pastrând rezistenţa Rg, cum trebuie modificată rezistenţa R astfel încât priza optimă sa fie priza 6? Se cunoaşte raportul

coeficienţilor de priză 3

6

12

pp

= .

b) Se modifică amplificatorul dublând capacitatea condensatorului C şi micşorând la jumătate valoarea inductanţei bobinei; se menţin neschimbate: factorul de calitate în gol, coeficienţii de priză , rezistenţa generatorului Rg. În ce sens se modifică priza optimă spre o priză superioară sau inferioara? Care este noul coeficient de priză optim '

0p cunoscând pe cel vechi p0?

c) Pentru un amplificator cu circuit acordat la care Rg=3 kΩ se cunosc: - la priza 1 p1=0,2; tensiunea la acord U201=0,5 V; - la priza 2 p2=0,4; tensiunea la acord U202=1 V. Să se determine rezistenţa R de pierderi a circuitului.

10

d) Se consideră montajul folosit în lucrare şi presupunem că au fost determinate prin masurători: R∞=8Ω, f0=1,8 MHz. Se cere să se determine: - banda la 3 dB; - factorul de priză p pentru care se obţine transferul maxim de putere (Rg=3 kΩ, L=34,13 µH); - rezistenţa derivaţie; - frecvenţa la care tensiunea la ieşire scade cu 6dB faţă de tensiunea de rezonanţă.

e) Să se realizeze acordul montajului folosit în lucrare cu comutatorul k0=3 pe f0=1,9 MHz. În aceste condţii se cere: - să se măsoare rezistenţa serie şi derivaţie a circuitului; - să se determine cu cât scade tensiunea Uk dacă se introduce rezistenţa Rg=3 kΩ (K1=1); - să se verifice teoretic rezultatele de la punctul precedent.

f) Să se realizeze acordul montajului folosit în lucrare cu comutatorul K0=4 pe f0=2 MHz. In noile condiţii se cere: - să se măsoare factorul de calitate; - să se calculeze frecvenţa la care tensiunea scade cu 10 dB faţă de tensiunea de rezonanţă;

Să se verifice experimental.