Теоретичні відомості

Підсилювачами називають пристрої, які призначені для підсилення періодичних та постійних за струмом сигналів. В більшості електричні сигнали, що подаються на вхід підсилювачів, надходять з первинних перетворювачів, які можуть мінятися в часі дуже повільно, або досить швидко.

Тому, підсилювачі повинні бути здатними підсилювати як змінні так і постійні за часом вхідні сигнали.

Умовно підсилювачі поділяються на:

• підсилювачі напруги;

• підсилювачі струму;

• підсилювачі потужності.

Підсилювачі характеризуються вхідними та вихідними параметрами.

До вхідних параметрів підсилювача належать: вхідна напруга, струм, потужність та вхід ний опір.

До вихідних – вихідна потужність, опір, напруга та вихідний струм. Підсилювальні властивості підсилювача характеризують коефіцієнти підсилювання по напрузі, струму та потужності.

Коефіцієнт підсилення напруги визначають за формулою:

; (10.1)

Коефіцієнт підсилення струму:

; (10.2)

Коефіцієнт підсилення потужності:

. (10.3)

На рис. 10.1. зображена схема однокаскадного підсилювача змінного струму. Резистивний дільник напруги R₁,R₂ формує на вході транзистора постійну напругу U_зм, яка утворює робочий режим транзистора.

Конденсатори С₁, С₂ відокремлюють постійну складову напругу сигналу від змінної. Така схема легко може бути використана для створення багато каскадного підсилювача. Наявність розділювальних конденсаторів призводить до залежності комплексного опору підсилювача від частоти вхідного сигналу. Внаслідок цього, передавальна характеристика такого підсилювача, буде залежати від частоти, що може викликати помітне спотворення форми вихідного сигналу.

Рис. 10.1. Схема підсилювача змінного струму

Завдання на лабораторну роботу

1. Переконатися у працездатності підсилювача змінного струму.

2. Провести необхідні вимірювання для визначення коефі-цієнта підсилення, а саме:

а) U_вх та U_вих для однокаскадного підсилювача (зібраного на транзисторі VT1 (рис.10.2).

б) U_вх та U_вих для двокаскадного підсилювача (зібраного на транзисторах VT1 та VT2.

3. На підставі даних експериментів визначити коефіцієнт підсилення по напрузі.

Рис. 10.2. Схема електрична принципова двокаскадного транзисторного підсилювача

4. Зняти дані для створення частотної характеристики двокаскадного підсилювача, залежність вихідного сигналу від частоти, зі зворотнім зв’язком та без нього.

5. Проаналізувати отримані результати і зробити висновки.

Обладнання робочого місця:

1. Універсальний лабораторний стенд (УЛС).

2. Цифровий мультиметр DT9208.

3. Генератор сигналів Г3-109.

4. Осцилограф С1-67.

5. З’єднувальні провідники.

Методичні поради:

1. Підготувати стенд УЛС та генератор, осцилограф і мультіметр для проведення лабораторної роботи.

2. Перевірити їх роботоздатність.

Експеримент 1. Визначення коефіцієнта підсилення одно- каскадного підсилювача без місцевого зворотного зв’язку так і з ним

1. Сигнал генератора подати на клеми Х1,Х2 (Вхід) двокаскадного підсилювача на Рис.6.

2. Вхід каналу «У» осцилографа підключити до клем Х3-Х4 (це вихід першого каскаду). Нажати кнопку переключення каскадів S1.

3. Напругу живлення подавати з джерела (Рис.2.). Фільтр випрямляча зробити з конденсатора С1 поєднав клеми Х1-Х4-Х6 та Х2-Х5. Клему джерела Х1 (+ джерела) підключити до клеми Х7 Рис.6. Клему Х2 підключити до клеми Х5 (-15 В) Рис.6.

Рис. 10.3. Джерело живлення

4. Після отримання дозволу викладача включити живлення для підсилювача нажав кнопку S2 на Рис.2. Контроль виконувати за допомогою цифрового мультиметра DT9208.

5. Підготувати генератор до роботи, для цього:

5.1. Включити генератор тумблером «Сеть», повинний засвітитися сигнальна індикатор.

5.2. Виставити частоту сигналу 1 КГц та амплітуду сигналу 0,05 В = 50 мВ.

5.3. Амплітуду синусоїдного сигналу установлювати в межах 50mV. Контролювати рівень вихідного сигналу потрібно за допомогою стрілочного приладу на передній панелі генератора.

6. Підготовити осцилограф до роботи, для цього:

6.1. Встановити режим внутрішньої синхронізації для цього перемикач «внутр» поставити в положення «внутр.».

6.2. Включити осцилограф тумблером «Сеть», повинна загорітися сигнальна лампочка. Після появи стрічки променя розгортки виставити потрібну яскравість та фокусування променя ручками «Яркость» та «Фокус». Промінь повинен бути не дуже яскравим і чітким (неразмитим).

6.3. Переключити вхід осцилографа до клеми Х1 і Х2 отримати зображення синусоїди на вході підсилювача.

7. Провести вимірювання значення амплітуд на вході і виході підсилювача при різних фіксованих частотах за допомогою осцилографа та мультіметра (амплітуду вхідного сигналу підтримувати постійною).

8. Результати вимірювань занести до табл. 10.1.

Таблиця 10.1

Дані вимірів

Параметри		Частота на вході, гц
		100	500	2500	5000	10000	20000	30000	50000
Без ВЗЗ	Uвх, мВ
	Uвих, В
	Кпід.
З ВЗЗ	Uвх, мВ
	Uвих, В
	Кпід.

Примітка: ВЗЗ – від’ємний зворотній зв’язок (кнопка S2 – віджата).

При натиснутій та зафіксованій кнопці S2 ВЗЗ – відсутній.

Експеримент 2. Визначення коефіцієнта підсилення та віддаваємої потужності двокаскадного підсилювача

1. Підключить другий каскад за допомогою натискання до фіксації кнопки S1.

2. Всі інші операції повністю подібні до 1-го експерименту, тільки вихідний сигнал знімається з клем Х6,Х7.

3. Результати вимірювань занести до табл. 10.2.

Таблиця 10.2

Дані вимірів

Параметри		Частота на вході, гц
		100	500	2500	5000	10000	20000	30000	50000
Без ВЗЗ	Uвх, мВ
	Uвих, В
	Кпід.
	Р вих
З ВЗЗ	Uвх, мВ
	Uвих, В
	Кпід.
	Рвих

Примітка: ВЗЗ – від’ємний зворотній зв’язок (кнопка При натиснутій та зафіксованій кнопці S2 ВЗЗ – відсутній.

S3 – натиснута). Кнопки S2 та S4 – віджаті.

Обробка результатів експериментів:

1. Обробка результатів експериментів здійснюється відпо-відно до методичних порад, які містяться в теоретичних відомостях:

• коефіцієнт підсилення визначається за формулою (10.1);

• вихідна потужність визначається за формулою:

де – опір навантаження.

Звіт роботи повинен містити:

1. Схему транзисторного підсилювача.

2. Результати експериментів (табл. 10.1 та табл. 10.2)

3. Дані обробки результатів.

3. Амплітудно-частотні характеристики підсилювача (виконані на логарифмічній міліметрівці).

4. Висновки за отриманими результатами експериментів.

Обробка результатів вимірювання

Лабораторна робота №5

Тема роботи: вимірювання опорів різними методами

 Мета роботи: навчитися вимірювати опір резисторів різними методами в колах постійного струму.