- •Исследование транзисторных каскадов
- •Исследование транзисторных каскадов
- •Лабораторная работа № 1 Исследование режимов работы транзисторного усилительного каскада
- •Определение режима работы транзисторного усилительного каскада
- •2. Режимы работы усилительного каскада
- •3. Выбор рабочей точки транзистора в усилительном каскаде
- •3.1 Схема смещения фиксированным током
- •3.2 Схема смещения фиксированным напряжением
- •4. Стабилизация положения рабочей точки
- •4.1. Эмиттерная стабилизация (для схемы с фиксированным напряжением)
- •5. Практическое выполнение работы
- •5.1. Порядок выполнения работы
- •5.1.1. Расчет рабочей точки транзистора в усилительном каскаде с оэ
- •5.2. Оформление отчета по лабораторной работе
- •5.3. Контрольные вопросы
- •Исследование транзисторного усилительного каскада с оэ
- •1. Основные параметры и характеристики усилительного каскада
- •Практическое выполнения работы
- •2.1. Порядок выполнения работы
- •2.1.1. Установка режима работы усилителя по постоянному току
- •Установка номинального выходного сигнала
- •Измерение амплитудной характеристики усилительного каскада
- •Измерение амплитудно-частотной характеристики усилительного каскада
- •2.1.5. Построение временных диаграмм усилительного каскада
- •3. Оформление отчета по лабораторной работе
- •4. Контрольные вопросы
- •424001 Йошкар-Ола, пл. Ленина,3
Исследование транзисторного усилительного каскада с оэ
Цель работы:
− ознакомление с принципом работы усилительного каскада, его параметрами и характеристиками;
− исследование амплитудно-частотных и амплитудных характеристик транзисторного усилительного каскада;
− определение параметров усилительного каскада;
− определение временных диаграмм работы усилительного каскада для различных входных сигналов;
− формирование навыков самостоятельной работы со специальной аппаратурой.
1. Основные параметры и характеристики усилительного каскада
По функциональному назначению усилители подразделяются на усилители напряжения, тока и мощности, которые характеризуются соответствующими коэффициентами усиления: .
В реальных усилителях сигналы разных частот усиливаются по разному. Для характеристики частотных свойств усилителей используются зависимости коэффициентов усиления от частоты и фазового сдвига от частоты.
Первая характеристика называется амплитудно-частотной (АЧХ), вторая – фазо-частотной (ФЧХ). Типовая АЧХ K=f(F) имеет вид, представленный на рис. 1.
идеальная
Кср
0,707 Кср
Fн Fв F(Гц)
Рис. 1
КСР – максимальный коэффициент усиления на средней частоте;
FВ – FН = - частотный диапазон, полоса пропускания усилителя;
FВ – верхняя граничная частота, FН – нижняя граничная частота.
На рис. 2 представлена фазо-частотная характеристика усилительного каскада.
+
Fн Fо Fв F
идеальная
-
Рис. 2
; КО − коэффициент усиления по постоянному току.
Если АЧХ и ФЧХ усилителя отличаются от идеальных, то эти отличия называются частотными или линейными искажениями. В этом случае сложный сигнал будет иметь искажение из-за различного усиления составляющих спектра.
Частотные искажения оцениваются по величине отклонения АЧХ и ФЧХ от идеальных. Для этого используется коэффициент частотных искажений , где - максимальный коэффициент; - коэффициент усиления на данной частоте F.
Чувствительность усилителя характеризуется входным сигналом, при котором на выходе создается выходной номинальный сигнал.
Выходной номинальный сигнал (напряжение) – это наибольшее выходное напряжение, при котором искажения не превышают допустимых значений.
Зависимость выходного напряжения усилителя от его входного напряжения называется амплитудной характеристикой (АХ) (рис. 3).
режим насыщения
транзистора
ограниченный ЕК
В
линейный
участок
А
Рис. 3
В начальной части характеристики изгиб определяется собственными шумами транзистора (они соизмеримы с амплитудой UВХ). АВ – рабочий участок характеристики, на которой наблюдается линейная зависимость между входным и выходным напряжениями. Если амплитуда входного сигнала UВХ такова, что усилитель работает на криволинейных участках амплитудной характеристики, то в выходном сигнале появляются искажения формы.
Такие виды искажений называются нелинейными. Степень нелинейных искажений оценивается коэффициентом нелинейных искажений или коэффициентом гармоник ;
где − мощности гармоник выходного сигнала. Вторая, третья и последующие гармоники появляются в выходном сигнале из-за искривления формы сигнала.
По полосе пропускания усилители подразделяются на узкополосные и широкополосные. Узкополосный усилитель настроен на частоту первой гармоники и фильтрует в основном все остальные, поэтому КГ 0.
Динамический диапазон входного сигнала определяется выражением .
Аналогично, динамический диапазон усилителя определяется выражением .
Для нормальной работы усилителя динамический диапазон усилителя должен быть согласован с динамическим диапазоном входного сигнала, т.е. . Не выполнение данного условия приводит к появлению нелинейных искажений в выходном сигнале.