Решение:

1. Частотной характеристикой усилителя называется график зависимости коэффициента усиления от частоты усиливаемого сигнала при постоянном напряжении на входе усилителя. Рассчитаем коэффициент усиления для каждой из частот по формуле: К_ус.= , так, например для частоты 10Гц U_вых.=3В, U_вх.=0,15мВ, К_ус.= =0,2*10⁵ и т.д. Сведем рассчитанные данные в таблицу:

Таблица1.

ν, Гц	10	20	30	50	100	200	500	1000	5000	10000	15000
Кус.*105	0,2	2,0	2,6	2,53	2,53	2,53	2,6	2,6	2,2	1,4	0,6

График должен быть построен на масштабно-координатной бумаге (миллиметровке) формата А4.

График частотной характеристики строится в полулогарифмическом масштабе: частоты откладываются по оси абсцисс в логарифмическом масштабе, а соответствующие им коэффициенты усиления по оси ординат в десятичном масштабе. Логарифмическая шкала – это шкала, размеры делений которой равны логарифмам чисел, а обозначены они самими этими числами. Найдем логарифмы частот, используя калькулятор или логарифмические таблицы, округлив значения логарифмов до сотых:

Таблица 2.

ν, Гц	10	20	30	50	100	200	500	1000	5000	10000	15000
lgν	1,00	1,30	1,48	1,70	2,00	2,30	2,70	3,00	3,70	4,00	4,18

Из таблицы 2 видно, что диапазон изменения lg ν от 1 до 4,18, поэтому отсчет по оси абсцисс начинаем с 1. Длина оси приблизительно 20см, поэтому одну единицу логарифма откладываем на пяти сантиметрах длины оси абсцисс. Соответственно одна десятая логарифма укладывается в 5мм, а две сотых в одном миллиметре. Далее от единицы до двух отметим точки, соответствующие 1,30; 1,48; 1,70. Это логарифмы частот 20Гц, 30Гц, 50Гц. Аналогично откладываем логарифмы следующих частот. По оси ординат будем откладывать коэффициент усиления, диапазон изменения которого от 0,2*10⁵ до 2,6*10⁵. Множитель 10⁵ целесообразно вынести. Отсчет по оси ординат следует начать с 0. Масштаб выбираем таким образом, чтобы весь промежуток изменения К_ус. уместился на оси, т.е. в пяти сантиметрах одна единица К_ус.*10⁵. Причем, правила построения графиков таковы, что на оси откладываются только целые значения К_ус.*10⁵, а промежуточные значения не отмечаются. По данным таблицы 1 строим точки и соединяем их плавной кривой, устраняя погрешности измерений (проводим кривую между точками, учитывая известный нам из теории вид частотной характеристики).

2. Определим диапазон рабочих частот усилителя. В медицине приняты тридцати процентные частотные искажения, поэтому сначала определим уровень затухания частот 3дб. Для этого определенный по графику К_ус.=f(ν) максимальный коэффициент усиления нужно умножить на 0,67 (К_ус.max*0,67):

2,6*10⁵*0,67=1,74*10⁵ .

Проведём прямую К_ус.= 1,74*10⁵ = const параллельную оси логарифмов частот lg . Данная прямая пересекает линию графика слева и справа, опустив перпендикуляр из этой точки на ось lg  определяем логарифм нижней частоты lg _н= 1,22. Найдём значение полученного логарифма и рассчитаем нижнюю частоту _н = 10^1,22 = 16,6 Гц. Аналогично, определим логарифм верхней частоты lg _в= 3,88. Найдём значение полученного логарифма и рассчитаем верхнюю частоту _н = 10^3,88 = 7585,8 Гц.

Таким образом, ν_ниж.=16,6 Гц и ν_верх.= 7585,8 Гц.

Ответ : Диапазон рабочих частот усилителя (16,6 – 7585,8)Гц.

3. Чтобы сделать вывод о возможности применения нашего усилителя для усиления биологических сигналов, необходимо, во-первых, рассчитать номинальный коэффициент усиления для каждого вида физиологического сигнала, при условии, что минимальная величина данного сигнала должна быть усилена до 6 Вольт. Такое напряжение необходимо для работы регистрирующих устройств, т.е. для данного сигнала

К_ном.=

Во-вторых, провести сравнительный анализ метрологических характеристик усилителя и физиологических сигналов. Если выполняются следующие условия: К_ном. К_{усилителя}, m_{сигнала} m_{усилителя}, ν_{нижн. сигн.} ν_{нижн. усил.}, ν_{верх. сигн.} ν_{верх. усилителя}, то наш усилитель подходит для усиления данного физиологического сигнала. Если хотя бы одно из перечисленных условий не выполняется, использовать усилитель для усиления данного физиологического сигнала нельзя т.к. при недостаточно большом коэффициенте усиления сигнал не может быть зарегистрирован, а при выходе динамического и частотного диапазона сигнала за пределы соответствующих характеристик усилителя, неизбежно появление амплитудных и частотных искажений.