3. Вимiрювання параметрiв I характеристик пiдсилювальних пристроїв

1) Коефіцієнт підсилення по напрузі експериментальним шляхом визначається методом двох вольтметрів. При цьому вимірюється вхідна і вихідна напруги на частоті (див. рис.1.5). Тоді

14

Лабораторна робота № 5

Аперіодичний Резистивний підсилювач із ємнісним зв’язком на біполярному транзисторі

МЕТА РОБОТИ: ознайомлення з особливостями роботи резистивного підсилювача з ємнісним зв’язком на біполярних транзисторах; визначення основних технічних показників транзисторного підсилювача та їх залежність від параметрів елементів схеми; зняття амплітудної та частотної характеристик підсилювача.

ОБЛАДНАННЯ: ГН2 - джерело живлення, ГНЧ - генератор низької частоти, ИВ - індикатор виходу, МВ - мілівольтметр, АВМ2 - ампервольтметр, АВО - ампервольтом-метр, С1-73 - осцилограф, змінні елементи: R1=22 кОм (змінний), R2=1.2 кОм, R3=1 кОм, R4=200 Ом, R5=2.4 кОм, С1=50 мкФ, С2=5 мкФ, 0.1 мкФ, С3=50 мкФ, С4=0.022 мкФ, транзистор типу МП-40.

ОПИС ДОСЛІДЖУВАНОЇ СХЕМИ

Принципова електрична схема наведена на рис.1, та на трафареті монтажного модуля. Монтаж схеми здійснюється шляхом її набору згідно з програмою роботи.

39

Ачх інтегратора

f,кГц		fн				f0				fв
Uвих,В
Uвх,мВ
,дБ

АЧХ дифиринціатора

f,кГц		fн				f0				fв
Uвих,В
Uвх,мВ
,дБ

ОФОРМЛЕННЯ ЗВІТУ

Звіт повинен містити: робочі формули для попередніх розрахунків; принципові електричні схеми досліджуваних інтегратора та диференціатора; таблиці розрахованих і експериментально визначених величин; відповідні графіки АЧХ, ФЧХ та ЛАЧХ; осцилограми перехідних характеристик; висновки.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ

1.АЧХ, ФЧХ, ПХ ідеальних інтегратора та диференціатора.

2.Вплив величини та на хід АЧХ, ФЧХ та ПХ.

3.Формули для коефіцієнтів передачі інтегратора та диференціатора.

38

2) Зняття амплітудної характеристики (АХ) підсилювача:

а) встановити частоту генератора ;

б) змінюючи амплітуду вхідного сигналу, за допомогою осцилографа спостерігати вихідний сигнал. При появі перекручень вихідного сигналу виміряти i ;

в) зменшуючи з певним кроком , виміряти та ;

г) закоротити вхід підсилювача, від’єднавши генератор і вхідний вольтметр, і виміряти вихідну напругу підсилювача, що дорівнює напрузі його власних шумів .

3) Зняття амплітудно-частотної характеристики (АЧХ) підсилювача:

а) встановити і виміряти та (на частоті );

б) підтримуючи , зменшити частоту до зменшення в

раз і зафіксувати значення цієї частоти, тобто ;

в) аналогічно збільшити частоту і зафіксувати значення ;

г) підтримуючи , зняти покази вихідного вольтметра при трьох частотах нижчих та вищих . Значення цих частот можна брати згідно з логарифмічною шкалою, наприклад через октаву.

15

4) Визначення фазових зсувів, що вносить підсилювальний пристрій.

4.1) Метод еліпса:

а) на вхід осцилографа подати сигнал з входу підсилювача:

,

а на вхід - сигнал з виходу ГНЧ:

.

Тоді відхилення електронного пучка на екрані осцилографа по осях та (рис.10) буде:

,

що є рівнянням еліпса в параметричній формі.

Рис.10. Осцилограма за методом еліпса.

16

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

Використовуючи значення параметрів елементів заступної схеми підсилювача, одержані в лаборатоній роботі «Основні показники підсилювального пристрою», та відповідні значення елементів розрахувати та побудувати в напівлогарифмічному масштабі АЧХ та ФЧХ інтегратора та диференціатора.

МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ

1.Дослідження інтегратора та диференціатора проводити в режимі малого сигналу на 10-15 значеннях частоти в інтервалі .

2.Розраховані та експериментальні АЧХ і ФЧХ, що відповідають різним парам , будувати в спільних системах координат.

ПРОГРАМА РОБОТИ

1.Дослідження інтегратора:

1.1.Зібрати схему інтегратора.

1.2.Зняти амплітудно-частотну характеристику. Одержані дані занести в табл.1

1.3.Зняти фазо-частотну характеристику.

1.4.Зняти перехідну характеристику.

1.5.Повторити дослідження для іншої пари резистора та конденсатора.

2.Дослідження диференціатора:

2.1. Зібрати схему диференціатора.

2.2. Виконати п.1.2-1.5.Одержані дані занести в табл.2

37

Рис.1. Принципова електрична схема інтегратора.

Рис.2. Принципова електрична схема диференціатора.

36

б) точка перетину еліпса з віссю відповідає значенню , тобто , де Отже,

звідки .

Аналогічно для точки можна знайти

.

При , еліпс перетворюється в пряму, що проходить через початок координат. Витримуючи вимогу, що , знаходимо , або

,

де і - довжини малої та великої осей еліпса.

Похибка вимірювання становить . Цей метод не дає можливості безпосередньо визначити знак фазового зсуву.

4.2) Метод лінійної розгортки:

а) на вхід зовнішньої синхронізації подати сигнал з виходу генератора;

б) на вхід почергово подавати вхідний і вихідний сигнали підсилювача і фіксувати їх взаємозміщення по осі (рис.11). Тоді

.

17

Точка відповідає вхідному сигналу, а точка - вихідному. Якщо лівіше від , то випереджує і знак фазового зсуву додатний, в противному випадку - від’ємний. Похибка цього методу знаходиться в межах .

Отже, метод лінійної розгортки дає можливість визначити не тільки величину, але й знак фазового зсуву.

Рис.11. Осцилограма за методом лінійної розгортки.

5) Вхідний опір ( ) вимірюється шляхом увімкнення послідовно із входом додаткового резистора (рис.12). Вимірюють та і обчислюють вхідний опір

.

При умові, що і , одержують . Замірявши , знаходять .

18

Лабораторна робота № 4