Лабораторная работа 6. Исследование усилителя постоянного тока

1. Цель работы: изучение принципа действия дифференциального усилителя постоянного тока (УПТ) и приобретение навыков его балансировки; снятие и анализ его амплитудных характеристик.

2. Теоретические пояснения.

Усилители постоянного тока предназначены для усиления сигналов в диапазоне частот f=0 (постоянный ток) до некоторой максимальной частоты f max, обычно определяемой частотными свойствами транзисторов. Эта частота может достигать сотен мегагерц.

Основной задачей при создании УПТ является борьба с дрейфом нуля.

Дрейф нуля представляет собой ложный выходной сигнал, причиной которого является не входной сигнал, а воздействие на схему УПТ дестабилизирующих факторов, наиболее серьезным из которых - изменение температуры окружающей среды, влияющее на все без исключения элементы. Нестабильность напряжения питания так же является причиной дрейфа нуля.

Для уменьшения дрейфа нуля используют параллельно – балансные УПТ, которые состоят из двух одинаковых каскадов, параллельно подключенных к источнику питания Е к.

Коллекторные цепи транзисторов образуют мост, верхними плечами которого являются резисторы R3 и R7,а нижними – промежутки коллектор – эмиттер транзисторов VT1 и VT2, включенные последовательно резисторам R5 и R6, сопротивления которых обычно невелики.

Под действием входного сигнала, подаваемого между зажимами 1 и 4, базовый ток одного из транзисторов уменьшается, при этом сопротивление его промежутка коллектор – эмиттер увеличивается, одновременно базовый ток другого транзистора увеличивается, а сопротивление его промежутка коллектор – эмиттер уменьшается. Баланс моста нарушается и на выходе схемы появляется сигнал. Выходной сигнал противоположной полярности вызовет появление на выходе сигнала противоположной полярности. Таким образом, выходной сигнал содержит информацию не только о значении выходного сигнала, но и о его знаке. При полной симметрии схемы дрейфы выходных напряжений каждого каскада будут одинаковы, поэтому на нагрузке, подключенной к зажимам 2 и 3, дрейфа вообще не будет.

3. Электрическая схема:

4. Порядок выполнения работы:

4.1. Собрать схему. Установить движки потенциометров R4 и R5 в среднее положение.Подключить к гнездам 2 и 3 вольтметр с предельным значением шкалы, равным Е, и закоротить гнезда 1 и 4.

4.2. Произвести балансировку схемы, для чего необходимо: установить потенциометрами R4 и R5 нулевое напряжение на выходе УПТ, одновременно переключая вольтметр на все более чувствительные пределы;

раскоротить входы 1 и 4, восстановить потенциометром R4 нулевое напряжение на выходе;

закоротить снова гнезда 1 и 4 и при появлении напряжения на выходе повторить балансировку в той же последовательности.

4.3. Снять амплитудную характеристику УПТ, подавая на вход (между базами транзисторов, гнезда 1 и 4) постоянное напряжение от 0,1В до 0,9В с шагом в 0,1В; выходное напряжение снимать с гнезд 2 и 3.

4.4. Заполнить таблицу.

4.5. Проделать пункт 4.3, изменив полярность входного напряжения.

4.6. Построить график зависимости Uвых.=f(Uвх.).

4.7. Вычислить коэффициент усиления УПТ по формуле К=Uвых./Uвх.в пределах линейного участка амплитудной характеристики.

4.8. Сделать выводы о проделанной работе. Ответить на контрольные вопросы.

Таблица 1.

Uвх.	0,1	0,2	0,3	0,4	0,5	0,6	0,7	0,8	0,9
+Uвых.
-Uвых.

5. Контрольные вопросы:

5.1. Каковы особенности схем УПТ?

5.2. Что такое дрейф нуля?

5.3. Каковы причины и основные способы уменьшения дрейфа нуля?