TEHNIKA KOLA ZA ELEKTRONIKU ZAGREB, Getaldieva 4
Laboratorijske vjebe
ELEKTRONIKA IIIVjeba III: Oscilatori sa faznim pomakomProfesor:
Sejfudin Agi
Prezime i ime:Smajlovic BenjaminRazred:IIIT3
Datum izrade:16.3.2015Ocjena:
Tuzla, mart/oujak 2015.
1. TEORIJSKA PRIPREMA1.1. RC (CR) OSCILATORI OSCILATORI SA
FAZNIM POMAKOMNajjednostavniji oscilator sa jednim pojaavakim
elementom je RC (CR) oscilator, kao na slici 1.1. To je obian
pojaava sa uzemljenim sorsom, kod koga se povratna sprega izvodi
preko RC filtra, koji obre fazu za 180. Sam pojaava obre fazu za
180, te je tako vraeni signal u fazi sa pobudnim signalom.
Frekvenciju oscilacija odreuje RC (CR) filtar.
Ulazni otpor je vrlo veliki, tako da njegov uticaj moemo
zanemariti. Kako za pobuivanje nije potrebna snaga, to otpori R u
filtru mogu biti veliki. Ako pretpostavimo da je RRD, to optereenje
uslijed filtra moemo zanemariti.
Analitiki proraun (ovdje izostavljen) pokazuje da bi se mogle
nastati oscilacije pojaanje pojaavaa (A) treba biti po apsolutnoj
vrijednosti vee od 29.
Slika 1.1. ema RC oscilatora sa fetom
Slika 1.2. RC oscilator sa tranzistorom
Isto tako se dobije da je rezonantna frekvencija ovog oscilatora
jednaka:
, tj
RC oscilator moemo nainiti i sa tranzistorom, kao na slici
1.2.
Kod tranzistora ulazni otpor nije beskonano velik, jer postoji
bazna struja. Filtar ne moe biti sa vrlo velikim otporima R. Otpor
R je istog reda veliine kao otpor RC. Zbog toga optereenje koje
potie od filtra ne moemo zanemariti. Otpore R1 i R2 moemo uzeti
dovoljno velike, tako da ih moemo smatrati mnogo veim od ulaznog
otpora tranzistora hi, i smatrati da struja koja protie kroz otpor
R3 protie i kroz bazu tranzistora, odnosno, da je struja I3=Ib.
Najmanja vrijednost za faktor strujnog pojaanja sa kojim se moe
postii uslov za nastajanje oscilacija u RC oscilatoru sa
tranzistorom bie za neku optimalnu vrijednost koja iznosi:min=44,5
to se dobije za rezonantnu frekvenciju od:
, tj
Da bi oscilacije bile neizobliene, fet i tranzistor moraju
raditi u podruju pravolinijskog dijela svoje prenosne
karakteristike. To znai da moraju raditi u klasi A.
RC oscilatori se obino prave tako da im se frekvencija po elji
moe mijenjati. Frekvencija se moe mijenjati promjenom parametara
elemenata od kojih frekvencija zavisi. Ovdje, kao to smo vidjeli,
frekvencija zavisi od veliine R i C. Kako uslov za nastajanje
oscilacija ne zavisi od veliine kapaciteta, to je najbolje radi
promjene frekvencije mijenjati veliinu kapaciteta C.
Praktino se tako i radi, i to istovremeno se mijenjaju
kapaciteti sva tri kondenzatora. Promjenom otpora R se mijenjaju
uslovi oscilovanja, pa e se mijenjati i amplituda oscilacija. Pri
manjim ili veim vrijednostima od optimalne oscilacije mogu i
prestati.
1.2. Temeljna obiljeja RC oscilatora Mrea povratne sprege
oscilatora moe se sastaviti i od otpornika i samo jedne vrste
reaktancija RC-oscilatori ili RL-oscilatori (RL-Skraenica se gotovo
ne koristi).
Mrea povratne sprege mora, u zajednici s pojaalom, ispuniti
Barkhausenov uvjet samopobude,
RC-oscilatori koriste se za generiranje signala niskih
frekvencija, negdje do oko 10 MHz (prevladavaju u podruju do 1
MHz).
U sklopovima RC-oscilatora esto se, uz pozitivnu, koristi i
negativna povratna sprega.
Negativna povratna sprega pridonosi stabilnijem radu
pojaala.
Pozitivna povratna sprega osigurava samopobudu sklopa.
Dobri se rezultati postiu uporabom monolitnih integriranih
sklopova pojaaka uz
standardnu uporabu diskretnih tranzistora.
Dvije su skracenice rjeenja zajednice pozitivne i negativne
povratne veze; pozitivna je povratna sprega frekvencijski ovisna
(kao kod LC oscilatora), dok je negativna povratna sprega
frekvencijski neovisna,
pozitivna je povratna sprega frekvencijski neovisna, dok je
negativna povratna veza frekvencijski ovisna.
2. LABORATORIJSKA VJEBA
2.1. Zadatak I:
Za prikazanu CR mreu (visokoprospuni VF filtar) sa slike 2.1.,
koja je iskoritena kao povratna sprega u oscilatoru sa faznim
pomakom sa slike 1.4 izraunati frekvenciju izlaznog napona, ako je
zadano: a) R=2,7 k, C=15 nF?b) Na ulazu CR mree (taka A) spojiti
signal generator, a onda u takama A, B, C i na izlazu D
etvorokanalni osciloskop. Na signal generatoru postaviti izraunatu
frekvenciju pod a) i ulazni napon od 10 mV. Snimiti etvorokanalnim
osciloskopom (prema vlastitom izboru iz Multisima) talasne oblike
napona u takama A, B, C i D? Koliki je fazni stav (kanjenj) u
pojedinim takama poevi od ulaza?Frekvencija oscilovanja CR mree
(kao i CR oscilatora) se nalazi po obrascu: .
B C
Slika 2.1. Elementi povratne sprege CR oscilatora (kolo )
2.2. Zadatak II:
Za prikazani CR oscilator sa slike 2.2 izraunati frekvenciju
izlaznog napona za zadane CR elemente. Na izlaz spojiti osciloskop
i snimiti izlazni talasni oblik (sve talasne oblike i eme prikazati
u vjebi):
a) U prvih desetak perioda uspostavljanja oscilacije.
b) Nakon uspostavljanja stabilnog oscilatornog reima rada.
c) Izmjeriti sa osciloskopa veliinu frekvencije i porediti je sa
izraunatom vrijednou.
d) Izborom odgovarajueg tranzistora, iz biblioteke Multisima,
postii sinusne oscilacije uz uslov da je za izabrani tranzistor
tranzistora>50?2.3. Zadatak III:
Za prikazani RC oscilator sa slike 2.3 izraunati frekvenciju
izlaznog napona za zadane RC elemente. Na izlaz spojiti osciloskop
i snimiti izlazni talasni oblik (sve talasne oblike i eme prikazati
u vjebi):
a) U prvih desetak perioda uspostavljanja oscilacije.
b) Nakon uspostavljanja stabilnog oscilatornog reima rada.
c) Izmjeriti sa osciloskopa veliinu frekvencije i porediti je sa
izraunatom vrijednou.
d) Izborom odgovarajueg tranzistora, iz biblioteke Multisima,
postii sinusne oscilacije uz uslov da je za izabrani tranzistor
tranzistora>50?Frekvencija oscilovanja RC oscilatora se nalazi
po obrascu: .
Slika 2.2. CR oscilator
Slika 2.3. RC oscilator
IZRADAZadatak I:
Za prikazanu CR mreu (visokoprospuni VF filtar) sa slike 2.1.,
koja je iskoritena kao povratna sprega u oscilatoru sa faznim
pomakom sa slike 1.4 izraunati frekvenciju izlaznog napona, ako je
zadano: a) R=2,7 k, C=15 nF?
b) Na ulazu CR mree (taka A) spojiti signal generator, a onda u
takama A, B, C i na izlazu D etvorokanalni osciloskop. Na signal
generatoru postaviti izraunatu frekvenciju pod a) i ulazni napon od
10 mV. Snimiti etvorokanalnim osciloskopom (prema vlastitom izboru
iz Multisima) talasne oblike napona u takama A, B, C i D? Koliki je
fazni stav (kanjenj) u pojedinim takama poevi od ulaza?
Slika 2.1.1. TalasnI oblik napona U u takama A i B snimljen u
osciloscope-u.
Slika 2.1.2. TalasnI oblik napona U u takama A i C snimljen u
osciloscope-u.
Slika 2.1.3. TalasnI oblik napona U u takama A i C snimljen u
osciloscope-u.
Slika 2.1.4. TalasnI oblik napona U u takama A, B, C i D
snimljen u osciloscope-u.Zadatak II:
Za prikazani CR oscilator sa slike 2.2 izraunati frekvenciju
izlaznog napona za zadane CR elemente. Na izlaz spojiti osciloskop
i snimiti izlazni talasni oblik (sve talasne oblike i eme prikazati
u vjebi):
a) U prvih desetak perioda uspostavljanja oscilacije.
b) Nakon uspostavljanja stabilnog oscilatornog reima rada.
c) Izmjeriti sa osciloskopa veliinu frekvencije i porediti je sa
izraunatom vrijednou.
d) Izborom odgovarajueg tranzistora, iz biblioteke Multisima,
postii sinusne oscilacije uz uslov da je za izabrani tranzistor
tranzistora>50?
Slika 2.2. Elektronska ema CR oscilatora snimljena u
Multisim-u.
Slika 2.2. Elektronska ema CR oscilatora sa oscilloscope-om
snimljena u Multisim-u.
Slika 2.2.2.Talasni oblik CR oscilatora snimljen u
osciloscope-u.
Slika 2.2.3. Talasni oblik CR oscilatora prikazan u
Grapher-u.
Zadatak III:
Za prikazani RC oscilator sa slike 2.3 izraunati frekvenciju
izlaznog napona za zadane RC elemente. Na izlaz spojiti osciloskop
i snimiti izlazni talasni oblik (sve talasne oblike i eme prikazati
u vjebi):
a) U prvih desetak perioda uspostavljanja oscilacije.
b) Nakon uspostavljanja stabilnog oscilatornog reima rada.
c) Izmjeriti sa osciloskopa veliinu frekvencije i porediti je sa
izraunatom vrijednou.
d) Izborom odgovarajueg tranzistora, iz biblioteke Multisima,
postii sinusne oscilacije uz uslov da je za izabrani tranzistor
tranzistora>50?
Slika 2.3. Elektronska ema CR oscilatora snimljena u
Multisim-u.
Slika 2.3.1. Elektronska ema CR oscilatora snimljena u
Multisim-u.
Slika 2.3.2. Talasni oblik CR oscilator snimljen u
oscilosope-u.
Slika 2.3.3. Talasni oblik CR oscilatora prikazan u
Grapher-u.
3. LITERATURA
1. Stojan Risti, Elektronske komponenete, Predavanja,
Elektronski fakultet Ni, Ni 2010.
2. Jasmina Kotur, Stanko Paunovi, Analogni elektroniki sklopovi,
Zagreb 2009.
3. Nediljka Furi, Elektroniki sklopovi, Neodidacta doo Zagreb,
Zagreb 2008.
4. Tomislav Brodi, Analogna integrisana elektronika, Svjetlost,
Sarajevo 1989.
5. Vojin Cveki, Elektronika I, Poluprovodnika elektronika, Nauna
knjiga Beograd, 1986.
6. Jasmina Omerdi, Sejfudin Agi, Elektronika III, JUMS
Elektrotehnika kola Tuzla, 2012.
7. Sejfudin Agi, Elektronika I i II, JUMS Elektrotehnika kola
Tuzla, Tuzla, 2011.
8. www.elektronika.ba 9. www.analog.com
A
D
Izlaz
Izlaz
Muhameda Hevaija Uskufija 2, 75000 Tuzla
Tel/Fax : +387 35 [email protected],
www.etstuzla.edu.ba
_1422635910.unknown
_1422636012.unknown
_1488310572.unknown
_1488310579.unknown
_1488310560.unknown
_1422635954.unknown
_1422635852.unknown
_1422635907.unknown
_1422635848.unknown
