Содержание отчета

1. Цель работы.

2. Принципиальная схема исследуемого УМ.

3. Таблицы с данными экспериментов и расчетов.

4. Графики экспериментальных и расчетных зависимостей.

5. Осциллограммы импульсов токов.

6. Краткие выводы с анализом результатов работы.

Контрольные вопросы

Основные

1. Как по осциллограмме определить угол отсечки коллекторного тока?

2. Почему мощные генераторы с внешним возбуждением работают с отсечкой выходного тока?

3. Объяснить назначение элементов схемы и работу стенда (рис.1.10).

4. Как можно настроить УМ в граничный режим работы?

5. Усилитель работал в граничном режиме, затем напряжение возбуждения было увеличено. Как надо изменить напряжение питания E_к, чтобы режим снова стал граничным?

6. Усилитель работал в граничном режиме, затем напряжение питания E_к было уменьшено. Как надо изменить напряжение смещения, чтобы режим снова стал граничным?

7. Получить формулу для определения резонансного сопротивления контура относительно точек подключения транзистора R_эк (рис. 1.11) в случае: а) малой; б) большой добротности ненагруженного контура.

Дополнительные

8. Объяснить ход нагрузочных характеристик УМ, полученных в ходе выполнения лабораторной работы.

9. Объяснить ход настроечных характеристик УМ, полученных в ходе выполнения лабораторного задания.

10. Объяснить ход зависимостей характеристик генератора от угла отсечки, полученных в ходе выполнения лабораторного задания, сравнить их с теоретическими.

11. Нарисовать формы импульсов тока коллектора в недонапряженном режиме при двух значениях: а) U_б, б) E_б, в) E_к.

12. Нарисовать формы импульсов тока коллектора в перенапряженном режиме при двух значениях: а) U_б, б) E_б, в) E_к.

Работа №4. Исследование двухконтурного усилителя мощности

Цель работы

1. Изучение принципов построения и работы УМ.

2. Снятие нагрузочной и настроечной характеристик УМ.

3. Наблюдение осциллограмм динамических характеристик транзистора в усилителе мощности.

Домашнее задание

1. Изучить руководство к лабораторной работе.

2. Записать цель работы.

3. Зарисовать принципиальную схему двухконтурного генератора.

4. Сделать заготовку таблиц.

5. Ознакомиться с порядком выполнения лабораторного задания, продумать, какие результаты должны получиться и качественно изобразить ход предполагаемых зависимостей.

6. Подготовить ответы на основные контрольные вопросы.

Лабораторное задание

1. Построить усилитель с двухконтурной выходной колебательной системой (рис.1.12), поставив переключатель S1 в положение 3, а S2 в положение 2. Установить переключатели S3 и S4 в положение “вкл”, а S5 в положение “выкл”. При напряжении смещения E_б=0,65В изменением амплитуды напряжения возбуждения установить граничный режим работы. С помощью осциллографа контролировать форму импульса коллекторного тока. В граничном режиме вершина импульса получается уплощенной.

2. Снять нагрузочные характеристики усилителя, т.е. зависимости U_к, I_к0 и U_н от величины сопротивления коллекторной цепи R_эк. Величина сопротивления R_эк зависит от емкости связи C_св2 между контурами, определяемой положением переключателей S3 — S5.

Величину сопротивления R_эк можно найти из закона сохранения энергии. Пренебрегая потерями в выходной колебательной системе генератора можно записать Р₁= Р_н = U_к²/R_эк= = U_н²/R_к2. Из последнего равенства следует

R_эк= R_к2(U_к / U_н)².

При R_к2=5 Ом получим R_эк= 5(U_к / U_н)².

При каждом положении переключателей S3 – S5 необходимо подстраивать контур в резонанс. Настройке контура в резонанс соответствует минимальное значение тока I_к0, максимальное значение напряжения U_к, и симметричная форма импульсов коллекторного тока с провалом в граничном и перенапряженном режимах работы. Осуществлять контроль настройки можно и с помощью двулучевого осциллографа. В этом случае форма импульса эмиттерного тока должна быть симметричной, а середине импульса должно соответствовать минимальное значение напряжения на коллекторе транзистора.

Экспериментальные (U_к, I_к0,U_н) и расчетные (Р₀ = I_к0E_к, P_н= U_н²/R_к2, Р_к= Р₀-Р_1, η = Р_н/Р₀, где E_к =12 В, R_к2=5 Ом) зависимости параметров от величины сопротивления R_эк выходной колебательной системы относительно точек подключения транзистора нужно свести в табл. 1.8. Ниже показан ее возможный вид.

По данным табл. 1.8 построить графики U_к, I_к0,U_н, P₀, P_н, P_к,, η(R_эк) и отметить на графиках значение R_эк , при котором получается максимальная мощность в нагрузке.

3. Снять настроечные характеристики, т.е. зависимости U_к, I_к0,U_н от частоты входного сигнала.

При постоянном значении напряжения смещения Е_б = 0,65 В, С_св2 = 44 нФ (S3-выкл, S4-вкл, S5-выкл) и настройке контура в резонанс изменением амплитуды напряжения возбуждения установить граничный режим работы, контролируя по осциллографу форму импульсов коллекторного тока.

Рис.1.12. Принципиальная схема усилителя с двухконтурной

выходной колебательной системой

Снять настроечные характеристики УМ, изменяя частоту входного сигнала от 180 до 220 кГц.

Таблица 1.8

Зависимость параметров генератора от величины

сопротивления Rэк

S3	выкл.	вкл.	выкл.	вкл.	выкл.	вкл.	выкл.	вкл.
S4	выкл.	выкл.	вкл.	вкл.	выкл.	выкл.	вкл.	вкл.
S5	выкл.	выкл.	выкл.	выкл.	вкл.	вкл.	вкл.	вкл.
Ссв2, нФ	22	32	44	54	69	79	91	101
Uк, В
Iк0, мА
Uн, В
P0, Вт
Рк , Вт
Pн, Вт
η, %
Rэк,Ом

Зарисовать характерные формы импульсов эмиттерного и коллекторного токов при настройке контура в резонанс и расстройке.

Экспериментальные U_к, I_к0, U_н(f) и расчетные P₀, P_н(f) зависимости свести в табл. 1.9.

Таблица 1.9

Настроечные характеристики ГВВ

f, кГц
Uк, В
Iк0, мА
Uн, В
P0, Вт
Pн, Вт
Форма импульсов эмиттерного и коллектор-ного тока

По данным табл. 1.9 построить графики U_к, I_к0, U_н, P₀, P_н(f).

Отметить на графиках области недонапряженного и перенапряженного режимов работы усилителя. Сравнить полученные настроечные характеристики с характеристиками, снятыми в п. 4 лабораторной работы №3.