Различия

Показаны различия между двумя версиями страницы.

Ссылка на это сравнение

Предыдущая версия справа и слеваПредыдущая версия
Следующая версия		Предыдущая версия
lab2:задание24 [2021/07/23 09:17] – [Задание 5. Измерение шумов при токах диода 1, 2, 3 и 4 мА] rootlab2:задание24 [2026/09/04 06:05] (текущий) – внешнее изменение 127.0.0.1
Строка 3: Строка 3:
 ==== Задание 1. Визуальное наблюдение дробового шума диода. ====  ==== Задание 1. Визуальное наблюдение дробового шума диода. ==== 
   - Подключите к выходу усилителя вход осциллографа; ток диода при этом должен быть равен нулю (по шкале прибора $I_а$). Увеличив чувствительность входа осциллографа до максимальной, пронаблюдайте за уровнем собственных шумов осциллографа, поскольку дробовой шум диода при нулевом анодном токе близок к нулю.    - Подключите к выходу усилителя вход осциллографа; ток диода при этом должен быть равен нулю (по шкале прибора $I_а$). Увеличив чувствительность входа осциллографа до максимальной, пронаблюдайте за уровнем собственных шумов осциллографа, поскольку дробовой шум диода при нулевом анодном токе близок к нулю. 
-  - Установите ток диода равным примерно 2 мА (по шкале прибора --- 2 больших деления). В этом случае возникает дробовой шум диода, который с учетом усиления контуром и усилителем схемы должен значительно превышать собственные шумы входа осциллографа. Конденсатор контура доложен быть «раскорочен» тумблером "С".+  - Установите ток диода равным примерно 2 мА (по шкале прибора --- 2 больших деления). В этом случае возникает дробовой шум диода, который с учётом усиления контуром и усилителем схемы должен значительно превышать собственные шумы входа осциллографа. Конденсатор контура должен быть «раскорочен» тумблером "С".
  
 ==== Задание 2. Определение коэффициента усиления усилителя ====  ==== Задание 2. Определение коэффициента усиления усилителя ==== 
-  - Подключите к входу установки выход [[tex:akip-3408|генератора АКИП-3408/2]] и установите частоты в диопазоне $40 \dots 70$ кГц, а к выходу --- осциллограф [[tex:gds-71054b|GDS-71054B]]. Установите тумблер "Вход/Выход" в положение "Вход"; в этом случае осциллограф будет показывать напряжение на выходе генератора, в 100 раз превышающее напряжение на входе усилителя. +  - Подключите к входу установки выход [[tex:akip-3408|генератора АКИП-3408/2]] и установите частоты в диапазоне $40 \dots 70$ кГц, а к выходу --- осциллограф [[tex:gds-71054b|GDS-71054B]]. Установите тумблер "Вход/Выход" в положение "Вход" --- в этом случае осциллограф будет показывать напряжение на выходе генератора. Установив тумблер "Вход/Выход" в положение "Выход", осциллограф будет показывать напряжение в 100 раз меньшее напряжение, чем выходное напряжение усилителя. 
   - Замкните конденсатор "С" и установите выходное напряжение генератора таким, чтобы сигнал на входе усилителя был примерно 30 мВ (т.е. на выходе [[tex:akip-3408|генератора АКИП-3408/2]]), что на много превышает всякие шумы.    - Замкните конденсатор "С" и установите выходное напряжение генератора таким, чтобы сигнал на входе усилителя был примерно 30 мВ (т.е. на выходе [[tex:akip-3408|генератора АКИП-3408/2]]), что на много превышает всякие шумы. 
-  - По показаниям осциллографа в двух положениях тумблера "Вход/Выход" определите коэффициент усиления усилителя: $К_у = \frac{U_{вых}}{U_{вх}} \cdot 100$. +  - По показаниям осциллографа в двух положениях тумблера "Вход/Выход" определите коэффициент усиления усилителя: $К_у = \frac{U_{\text{вых}}}{U_{\text{вх}}} \cdot 100$. 
   - Проверка линейности амплитудно-частотной характеристики усилителя в рабочей полосе частот $40 \dots 70$ кГц. При постоянном выходном напряжении генератор изменяйте его частоту в диапазоне $40 \dots 70$ кГц. Конденсатор контура при этом должен быть замкнут. Проверьте точность соблюдения постоянства коэффициента усиления усилителя в указанном диапазоне частот.   - Проверка линейности амплитудно-частотной характеристики усилителя в рабочей полосе частот $40 \dots 70$ кГц. При постоянном выходном напряжении генератор изменяйте его частоту в диапазоне $40 \dots 70$ кГц. Конденсатор контура при этом должен быть замкнут. Проверьте точность соблюдения постоянства коэффициента усиления усилителя в указанном диапазоне частот.
  
 ==== Задание 3. Измерение резонансной частоты контура $f_0$ и добротности $Q$ ====  ==== Задание 3. Измерение резонансной частоты контура $f_0$ и добротности $Q$ ==== 
  
-Для сознательного выполнения этого задания напомним физический смысл понятия "добротность" и введем термины "нагруженная" и "ненагруженная" добротность контура. Добротность $Q$ характеризует величину потерь электромагнитной энергии, запасенной в контуре, за одно колебание. Потери определяются, во-первых, джоулевыми (тепловыми) потерями на активном сопротивлении, входящем в цепь контура (сопротивление делителя $R_2$ и сопротивление провода, которым намотана катушка контура). Во-вторых, теми активными сопротивлениями, которые включены параллельно контуру, т.е. эквивалентныме входным сопротивление усилителя и эквивалентным сопротивлением вакуумного диода. Если входное сопротивление усилителя -- величина постоянная и весьма большая, практически не влияющая на добротность контура, то эквивалентное сопротивление диода сильно зависит от величины его анодного тока $I_а$. При выполнении данного упражнения вы убедитесь, что при нулевом анодном токе диода его эквивалентное сопротивление очень большое и практически не влияет на добротность контура. Отсюда добротность контура при нулевом токе анода называется "ненагруженной", а при $I_а \neq 0$ --- "нагруженной". +Для сознательного выполнения этого задания напомним физический смысл понятия "добротность" и введем термины "нагруженная" и "ненагруженная" добротность контура. Добротность $Q$ характеризует величину потерь электромагнитной энергии, запасенной в контуре, за одно колебание. Потери определяются, во-первых, джоулевыми (тепловыми) потерями на активном сопротивлении, входящем в цепь контура (сопротивление делителя $R_2$ и сопротивление провода, которым намотана катушка контура). Во-вторых, теми активными сопротивлениями, которые включены параллельно контуру, т.е. эквивалентные входным сопротивление усилителя и эквивалентным сопротивлением вакуумного диода. Если входное сопротивление усилителя -- величина постоянная и весьма большая, практически не влияющая на добротность контура, то эквивалентное сопротивление диода сильно зависит от величины его анодного тока $I_а$. При выполнении данного упражнения вы убедитесь, что при нулевом анодном токе диода его эквивалентное сопротивление очень большое и практически не влияет на добротность контура. Отсюда добротность контура при нулевом токе анода называется "ненагруженной", а при $I_а \neq 0$ --- "нагруженной". 
  
 Экспериментально добротность контура можно определить двумя способами. Первый более точный способ основан на использовании АЧХ контура: Экспериментально добротность контура можно определить двумя способами. Первый более точный способ основан на использовании АЧХ контура:
Строка 46: Строка 46:
 Постройте зависимость добротности контура и напряжения шумов от тока диода. Рассчитайте по формуле  Постройте зависимость добротности контура и напряжения шумов от тока диода. Рассчитайте по формуле 
 $$ $$
-\overline{U_{др}^2}=\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2} } \hspace{10pt}  \text{ или } \hspace{10pt}  \Bigl(\frac{U_{эф}}{K_у}\Bigr)^2 =\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2}},+\overline{U_{\text{др}}^2}=\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2} } \hspace{10pt}  \text{ или } \hspace{10pt}  \Bigl(\frac{U_{\text{эф}}}{K_y}\Bigr)^2 =\frac{eI Q}{2\omega _{0} C^{2}},
 $$ $$
 заряд электрона по всем 4-м значениям тока диода. заряд электрона по всем 4-м значениям тока диода.