2 Теоретичні відомості

Т ранзисторний підсилювач, схема якого наведена на рис. 2.1, має зворотний зв’язок, який створює резистор R_E в емітерному колі.

U_вх – вхідна напруга, яку треба підсилити;

U_вих – вихідна підсилена напруга.

Щоб опір джерела вхідного сигналу не впливав би на режим роботи транзистора VT, напруга U_вх підводиться до входу підсилювача через розподільний конденсатор С.

Від’ємний зворотний зв’язок зменшує коефіцієнт підсилення, але поруч з цим покращує технічні показники підсилювача, зокрема, зменшує нелінійні спотворення, підвищує вхідний опір тощо.

Нелінійні спотворення характеризуються неоднаковим підсиленням різних миттєвих значень сигналу, через що різнополярні напівхвилі відрізняються за амплітудами (рис. 2.2,а), а саме: позитивна амплітуда обмежується напругою живлення Е_ж, а негативна – напругою насичення U_{КЕ нас}.

При неспотвореному сигналі обидві його різнополярні напівхвилі мають однакові амплітуди (рис. 2.2,б).

Рисунок 2.2 – Діаграма роботи підсилювача:

а – без ЗЗ; б – за наявності ЗЗ

На рис. 2.2 наведена схема дослідження підсилювача.

Тут

К₁ – ключ для вводу-виводу зворотного зв’язку;

К₂ – ключ для вилучення зворотного зв’язку за змінним струмом через підключення конденсатора С_Е;

R_с – внутрішній опір джерела сигналу.

Рисунок 2.2 – Схема дослідження підсилювача зі зворотним зв’язком

Крім поліпшення лінійних властивостей зворотний зв’язок підвищує вхідний опір підсилювача R_вх. Для його визначення знайдемо напругу U_твх з подільника напруги, який створюють R_с та R_вх:

U_твх = U_тс , (1)

де U_тс – амплітуда ЕРС джерела сигналу, а R_с – його внутрішній опір;

U_твх – амплітуда вхідної напруги підсилювача.

З формули (1) знаходимо вхідний опір

R_вх = R_с. (2)

3 Практичне завдання

3.1 Скласти схему дослідження підсилювача зі спільним емітером і від’ємним зворотним зв’язком.

3.2 Зіставити складену схему дослідження зі схемою лабораторного стенда, яка наведена в лабораторному завданні, та знайти на стенді всі елементи схеми.

3.3 Заготовити форму таблиць 4.1 та 4.2.

4 Лабораторне завдання

4.1 Настроїти лабораторний стенд.

4.1.1 Відкрити файл “№ 2 Підс. ЗЗ” (рис. 4.1).

4 .1.2 Включити стенд установкою курсору на тумблер і клацанням лівою клавішею миші.

Рисунок 4.1 – Схема лабораторного стенда

4.1.3 Розкрити осцилограф (рис.4.1) установленням курсору на його позначенні „Осц.U_вх,U_вих” і подвійним клацанням лівою клавішею миші. На екрані будуть мерехтіти два промені: чорний – для вхідного сигналу та червоний – для вихідного.

4.2 Дослідити вплив зворотного зв’язку на коефіцієнт підсилення та спотворення сигналу.

4 .2.1 Розкрити генератор сигналу установкою курсору на зображення генератора U_с (рис. 4.1) і подвійним клацанням лівою клавішею миші. З’явиться передня панель генератора сигналу (рис. 4.2).

4.2.2 Установити синусоїдальну форму сигналу клавішею .

4

Рисунок 4.2 – Панель налаштування генератора

.2.3 У віконці установити розмірність КHz і частоту вхідної напруги 1 КHz

4.2.4 Вилучити ЗЗ закорочуванням резистора R_Е в емітерному колі клавішею Z.

4.2.5 У віконці (рис. 4.2) установити розмірність mV і таку амплітуду вхідної напруги, при якій досягається максимальна вихідна напруга з найменшими спотвореннями.

4.2.6 Навести в масштабі часову діаграму роботи, зберігаючи постійну складову (зверху вхідна напруга, знизу – вихідна; розміщення епюр вхідної та вихідної напруг у різних стовпцях або на різних сторінках не дозволяється).

4.2.7 Забезпечити нерухомість зображення наступними діями:

– зупинити зображення клавішею Pause;

– збільшити зображення клавішею Expand на осцилографі;

– розгорнути зображення горизонтальною прокруткою (рис. 4.3).

Рисунок 4.3 – Панель налаштування осцилографа

4.2.8 Вимірити постійну складову вихідної напруги U_0К, амплітуди вхідної U_mвх та вихідної U_mвих напруг, визначити коефіцієнт підсилення К

Таблиця 4.1 – Визначення коефіцієнта

підсилення

Наявність ЗЗ	Параметри
	Um вх, мВ	Um вих, В	К	U0К , В
Без ЗЗ
Із ЗЗ

= і занести результати вимірювань та розрахунків до таблиці 4.1.

Амплітуди U_mвх та U_mвих вимірюються на збільшеному екрані осцилографа (рис. 4.3) установленням маркерів 1 і 2 на різнополярні амплітуди. Подвійні амплітуди сигналів можна відлічити у правому віконці:

U_{m вх}= VA2 – VA1,

U_{m вих}= VВ2 – VВ1.

4.2.9 Увести зворотний зв’язок розкорочуванням резистора R_Е в емітерному колі клавішею Z.

4.2.10 Установити амплітуду вихідної напруги U_mвих тієї ж величини, що була за п. 4.2.5.

4.2.11 Вимірити постійну складову вихідної напруги U_0К, амплітуди вхідної U_mвх та вихідної U_mвих напруг і визначити коефіцієнт підсилення за методикою пп. 4.2.7 та 4.2.8 і занести результати вимірювань та розрахунків до таблиці 4.1.

4.2.12 Навести в масштабі часову діаграму роботи підсилювача зі зворотним зв’язком, зберігаючи постійну складову.

4.2.13 Зробити висновки щодо впливу від’ємного ЗЗ на коефіцієнт підсилення.

4.2.14 Зробити висновки щодо впливу від’ємного ЗЗ на спотворення сигналу.