3. Описание лабораторной установки

Лабораторный макет состоит из 2 схем для исследования соот­ветственно усилительных каскадов с ОЭ, ОБ, ОК (рис. 18) и дифференциальных каскадов (рис. 19).

а)

б)

Рис.18. Схема лабораторного макета для исследования усилительных каскадов на биполярных транзисторов (а) и разъем для подключения транзистора (б)

Рис.19. Схема лабораторного макета для исследования дифференциальных каскадов

на биполярных и полевых транзисторах

Схема рис. 18 выполнена на транзисторе KT3I5 (n-p-n типа) и работает от источников питания Е_П= +12,6 В. Нумерация контактов разъема для транзистора приведена на рис. 18. Значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов в схеме следующие: R_Д1=160 кОм; R_Д2=33кОм; R_K=5,1кОм; R_Э=1,0кОм; R_H=10кОм; С₁=1,1 мкФ; С₂=С₄=0,1мкФ; С₆=68нФ; С₃=С₅=200мкФ.

Источником входных сигналов U_вх1 и U_вх2 является генератор синусоидальных сигналов ГЗ102. Необходимый режим (ОЭ,ОБ,ОК) уста­навливается тумблерными переключателями S₁-S₄, S₆, S₇. Тумблеры S₅, S₈ подключают напряжения питания, тумблер S₉ - нагрузку R_H . Конденсаторы С₂-С₅ обеспечивают фильтрацию помех по цепи питания.

Схема рис.19 собрана на биполярных транзисторах KT3I5 и поле­вых транзисторах КП102 ( с p -каналом). Значения равны l2,6 В. Конденсаторы фильтров напряжений питания имеют емкости C₁=C₃=0,1мкФ, С₂=С₄=200мкФ. Значения сопротивлений резисторов в схеме следующие: R₁=5,1кОм; R₂=R₆==5,1кОм; R₃ =1 кОм ; R₅ =1кОм ; R₄=1кОм; =1кОм; =10кОм; =10 кОм.

Напряжения питания ± E_П подключаются к дифференциальным кас­кадам о помощью тумблеров S₁ и S₂. Источником входных сигналов дифференциальных каскадов является генератор Г3102.

При любых переключениях в схемах тумблеры S₅, S₆ (рис. 18) и S₁, S₂ (рис.19) выключаются первыми и включаются последними. На рис.18 тумблеры S₆ и S₇ запрещается включать совместно. Положения тумблеров: "Включено" - вверх, "Выключено" - вниз.

Контроль входных и выходных сигналов схем рис.18 и 19 прово­дится подключением к соответствующим гнездам осциллографа C1-65 и цифрового вольтметра.

4. Порядок выполнения работы

1. Исследование каскада с ОЭ

1.1. Схема каскада с 0Э с ООС без нагрузки R_H.

1.1.1. По схеме рис.18 собрать каскад с ОЭ с ООС без нагрузки R_H. Для этого включить тумблеры S₁, S₃ , S₄, S₅. Изменяя потенцио­метром R_Д2 напряжение U_вх1 (U_БЭ), снять зависимость U_КЭ=F₁(I_K). Данные занести в таблицу 4.

Таблица 4

IK, мА	0	0,2	0,4	0,6	0,8	1,0	1,2	1,4	1,6	1,8
UКЭ, В

Ток I_К выставляется по стрелочному микроамперметру М265М. Цена де­ления шкалы прибора М265М равна 0,1 мА. Контроль напряжения U_КЭ производится осциллографом С1-65 в гнезде "Вых.1" относительно гнезда "Вых.2". По данным таблицы 4 построить нагрузочную харак­теристику каскада.

1.1.2. Снять амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) К_Н=F₂(f) каскада с ОЭ с ООС без нагрузки, задав I_K=1мА. Входное напряжение U_вх =1 В подавать с генератора Г3-102 в гнездо "Вх.1". Контроль выходного напряжения производить осциллографом С1-65 в гнезде "Вых.1" относительно "общей" шины. Данные занести в таблицу 5. Построить АЧХ.

Таблица 5

f, кГц	0,1	1	10	100
Uвых, В
КН

Таблица 6

IK, мА	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,2
UКЭ, В

1.2. Схема каскада с ОЭ с ООС с включенной нагрузкой R_Н. Повторить пункты 1.1.1 и 1.1.2 с включенным тумблером S₉. По экспериментальным данным построить нагрузочную характеристику и АЧХ каскада с ОЭ с ООС и включенной нагрузкой R_Н.

1.3. Схема каскада с ОЭ без ООС и нагрузки R_H.

1.3.1. Повторить пункт 1.1.1. с включенным тумблером S₇ при значениях тока I_К , заданных в таблица 6. По данным таблицы 6 по­строить нагрузочную характеристику.

1.3.2. Повторить пункт 1.1.2. с включенным тумблером S₇ при I_К=З мА, U =0,03 В и значениях частоты f входного сигнала, заданных в таблице 7. По данным таблицы 7 построить АЧХ.

Таблица 7

f, кГц	0,1	1	10	100
Uвых, В
КН

Таблица 8

IK, мА	0	0,5	1,0	1,5	2,0	2,2
UКЭ, В

1.4. Схема каскада с ОЭ без ООС с включенной нагрузкой R_Н. Повторить пункты 1.3.1., 1.3.2. с включенным тумблером S₉. Построить нагрузочную характеристику и АЧХ. По завершении пункта 1 все тумблеры выключить.

2. Исследование каскада с ОБ

2.1. Схема каскада с ОБ баз нагрузки R_Н.

2.1.1. По схеме рис.18 собрать каскад с ОБ без нагрузки R_Н, включив тумблеры S₂, S₈, S₅. Изменяя напряжение -E_П потенциометром блока питания, снять характеристику U_КБ=F₃(I_К). Данные занести в таблицу 8. Ток I_К выставлять по стрелочному микроамперметру М265М. Контроль напряжения U_КБ производить осциллографом CI-65 в гнезде "Bыx.1" относительно "общей" шины. По данным таблицы 8 построить нагрузочную характеристику.

2.1.2. Снять АЧХ К_Н=F₄(f) каскада с ОБ без нагрузки, задав ток I_К = 1,5 мА. Входное напряжение U_вх=0,4 В подавать о генера­тора ГЗ-102 в гнездо "Вх.2". Контроль выходного напряжения произ­водить осциллографом CI-65 в гнезде "Bыx.I" относительно "общей" шины. Данные занести в таблицу 9. По данным таблицы 9 построить АЧХ.

Таблица 9

f, кГц	0,1	1	10	100
Uвх, В	0,4	0,4	0,4	0,4
Uвых, В
КН

Таблица 10

f, кГц	0,1	1	10	100
Uвх, В	0,3	0,3	0,3	0,3
Uвых, В
КН

2.2. Схема каскада с ОБ с включенной нагрузкой R_Н. Повторить пункты 2.1.1, 2.1.2 с включенным тумблером S₉ .Построить нагрузочную характеристику и АЧХ.

3. Исследование каскада с ОК

По схеме рис.18 собрать каскад c ОК, включив тумблеры S₃, S₄, S₆, S₅.

Снять АЧХ K_Н=F₅(f) каскада с ОК, задав I_К=1,5 мА. Входное напряжение U_вх=0,3 В подавать с генератора ГЗ-102 в гнездо "Вх.1". Контроль выходного напряжения производить осциллографом С1-65 в гнезде "Вых.2" относительно "общей" шины. Данные занести в таблицу 10. По данным таблицы 10 построить АЧХ каскада.

4. Исследовать дифференциальный каскад на биполярных транзис­торах; для чего сначала заземлить оба гнезда "Вх.1" и "Вх.2" (рис.19) и включить тумблер S_1-1. Потенциометром R₄ добиться баланса напряжения U_вых1=U_вых2 6,8 B. Снять АЧХ при U_вх=0,6 B. Для этого подать на гнездо "Вх.1" напряжение с генератора Г3-102, гнез­до "Вх.2" - заземлить. Контроль выходного напряжения производить осциллографом C1-65 в гнезде "Вых.1" либо "Вых.2" относительно "общей" шины. Данные занести в таблицу 11. Построить АЧХ каскада. Включить тумблер S_1-1.

Таблица 11

f, кГц	0,1	1	10	100
Uвх, В	0,6	0,6	0,6	0,6
Uвых, В
КН

Таблица 12

f, кГц	0,1	1	10	100
Uвх, В	0,01	0,01	0,01	0,01
Uвых, В
КН

5. Исследовать дифференциальный каскад с полевыми транзисторами на входе. Для этого заземлить гнезда "Вх.1", "Вх.2", включить тумблер S_2-1 и потенциометром сбалансировать каскад, выставив U_вых= -2 В. Снять AЧХ K_Н=F₉(f), для чего приложить к гнезду "Вх.1" напряжение U_вх=0,01 В с генератора Г3-102, гнездо "Вх.2" заземлить. Данные занести в таблицу 12. Построить АЧХ каскада. Выключить тумблер S_1-2.