2 Ход работы

2.1 Запустить программу Electronics Workbench 5.12.

2.2 С помощью программы открыть схему электрического принципиальную резистивного усилителя, собранного на транзисторе по схеме с ОЭ n-p-n типа. Назначение элементов и принцип работы усилителя изложены в теоретических сведениях.

Для этого необходимо нажать File -> Open-> диск: М -> Радиотехническое отделение -> Основы электроники и микроэлектроники -> Лабораторная работа №5 и в левой части появившегося окна выбрать файл под названием «Усилитель.ewb».

1 2

Осциллограф

мулитиметр

4

3

Рисунок 5 – Принципиальная схему усилителя

2.3 К выходам «Генератора» (точки 1 и 2) необходимо подключить канал А осциллографа (выходы 1 и 4). Второй канал осциллографа(выходы 2 и 3) подключить к выходу усилителя (точки 9 и 10).

Для того, чтобы соединить элементы необходимо подвести указатель мыши к одному из выводов и когда он примет форму жирной точки нажать на левую клавишу мыши и с зажатой клавишей соединить линию с соответствующей точкой схемы.

2.4 Задать амплитуду колебаний генератора в соответствии с таблицей 1.

Для этого: двойным щелчком левой клавиши мыши нажать по изображению генератора и в соответствующем окне установить требуемую амплитуду колебаний.

Таблица 1

№ вар.	14
Uг,(мВ)	10,4

2.5 Включить схему(запустить программу) с помощью кнопки на верхней панели и через 2-3 секунды нажать кнопку .

2.6 С помощью осциллографа убедиться в том, что сигнал на выходе усилителя является синусоидальным и противофазным входному.

Противофазность двух колебаний означает, что в один и тот же момент времени наблюдается максимум одного колебания и минимум другого.

Для этого необходимо открыть осциллограф двойным нажатием левой клавиши мыши на него. В появившемся окне, при необходимости, нажать «Expand» для получения расширенного вида.

Рисунок 6 – экран осциллографа

В нижней части окна осциллографа необходимо изменить масштаб так, чтобы чётко были видны колебания. С помощью полосы прокрутки можно более подробно рассмотреть колебание.

Масштаб: Time base – 0.05 ms/div, Y/T;

Trigger – Auto;

Channel A – 50 mV/Div; Y position – 2,4; AC;

Channel B – 2 V/Div; Y position – 0; AC

С помощью кнопки “Reduce” (в правом нижнем углу окна осциллографа) можно уменьшить окно осциллографа, вернуть в исходное положение кнопкой «Expand». С помощью кнопки «Reverse» можно изменить цвет экрана осциллографа на чёрный.

2.7Измерить коэффициент усиления по напряжению усилителя.

Для этого необходимо измерить амплитуду входного гармонического сигнала (канал А – верхняя осциллограмма) и выходного гармонического колебания (канал В – нижняя осциллограмма).

Для измерения амплитуды необходимо воспользоваться флажками 1(красный цвет) и 2(синий(желтый) цвет), размещёнными в верхней части осциллографа. Флажки подводятся к максимальным значениям входного и выходного сигналов(например: красный - к максимуму входного, а синий(желтый) - к максимуму выходного) и в окнах VA1(напряжение канала А для первого флажка) и VA2(напряжение канала В для второго флажка), расположенных под экраном осциллографа, отображается значение амплитуд сигналов.

Тогда коэффициент усиления по напряжению определяется из выражения:

Ku= .

Ku=147,49/14,40=10,24

2.8 Измерить период гармонических колебаний.

Для этого необходимо подвести флажки 1 и 2 к соседним максимумам входного или выходного гармонического сигналов и в окне Т2 – Т1 определить результат. Сравнить результат с масштабом развёртки осциллографа по времени (окно «Time base») и с частотой колебаний генератора (f=1/T).

2.9 Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2

Ku	T	f
10,24	50µс	20000

2.10Исследовать работу усилителя в статическом режиме. Измерить потенциалы всех узловых точек усилителя, а именно (см. рисунок 5): точки 1 и 4(U_вх), 3 и 4(U_б), 6 и 4(U_к), 5 и 4(U_э), 7 и 4(Е_к), 9 и 4(U_вых), а также напряжения между точками: U_бэ(3-5), U_кэ(6-5), U_Rк (7-6). U_бк(3-6).

Для этого отключить генератор, установив напряжение на выходе генератора равное 0, убедиться в отсутствии входного и выходного сигналов на осциллографе, переключив кнопку запуска программы.

Для того, чтобы установить напряжение генератора, равное 0, необходимо двойным нажатием левой клавиши мыши на генератор открыть окно редактирования параметров и в соответствующей графе установить необходимое значение напряжения.

Следует заметить, что потенциал – это напряжение меду точной электрической цепи и точкой, потенциал которой условно принимают за нулевой( - схемная земля), а напряжение – это разность потенциалов(см. рисунок 2 кратких теоретических сведений).

Для измерения потенциалов и напряжений необходимо воспользоваться мультиметром, изображенным на рисунке 5 методических указаний и на схеме «Усилитель.ewb» программы «Electrinics Workbwench».

Двойным нажатием левой клавиши мыши нажать на изображение мультиметра и при необходимости перевести его в режим измерения постоянного напряжения.

Рисунок 7 – мультиметр

Подключить с соблюдением полярности мультиметр к соответствующим точкам усилителя. Далее запустить программу переключателем и через 2-3 секунды нажать .

Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3

Uбп	Uкп	Uэп	Екп	Uвых	Uвх	Uбэп	Uкэп	URКп	Uбкп
440,5 мВ	14,54 В	77,9 мВ	15 В	0	0	362,6 мВ	14,46 В	462,7 мВ	-14,10 В

Убедиться:

а) что напряжение – это разность потенциалов:

Uбэ = Uб – Uэ =440,5-77,9=362,6 мВ

Uкэ = Uк – Uэ =14,54-77,9*10^-3=14,462 В

Uбк = Uб – Uк =440,5*10^-3-14,54=-14,0995 В

б) что напряжение

Ек = U_RКп + Uкэп + Uэп =462,7*10^-3+14,46+77,9*10^-3

2.11 Измерить постоянные токи покоя базы Iбп, эмиттера Iэп, коллектора Iкп, делителя Iд в статическом режиме(см. рисунок 2 кратких теоретических сведений).

2.12Результаты измерений занести в таблицу 4.

Таблица 4

Iб0	Iк0	Iэ0	Iд
2,206 мА	32,62 мА	2,52 мА	2.42 мА

Убедиться, что ток Iэп = Iкп + Iбп=32,62+2,206

2.13 Исследовать влияние нагрузки на работу усилителя.

Для этого необходимо обеспечить режим холостого хода (Rн =∞), короткого замыкания (Rн ≈0 Ом), установить Rн = 500 Ом, 15кОм, 100кОм. При каждом значении Rн измерять амплитуды выходного напряжения. При необходимости изменять масштаб осциллографа V/Div. Результат измерений занести в таблицу5.

Таблица 5

Rн	0,1 Ом	500 Ом	15 кОм	100кОм	∞
Umвых	0,0438 мV	107.8 мV	201.7 мV	207 мV	206.3 мV