3431

Таблица 1.16.1

Измеренные потенциалы узлов делителя напряжения

2. Для моделирования задать частоту генератора напряжения треугольной формы равной 1 Гц, амплитуду напряжения выбрать 1 В и смещение задать равным 5 В, с экрана осцилографа вставьте в отчет осциллограммы, измерьте порог переключения младшего разряда. Занести в табл. 1.16.2 измерения для значений смещения -1, -2, -3, -4, -6 и -7 В.

Таблица 1.16.2

Изменение значения порога переключения в звисимости от напряжения смещения

четырехразрядного АЦП

1. Для выполнения лабораторного задания собрать схему, приведенную на рис. 1.16.2. С помощью осциллографа измерьте напряжение функционального генератора, заполните табл. 1.16.3.

Рис. 1.16.2. Схема для получения выходной характеристики АЦП

81

Таблица 1.16.3

Результаты измерений четырехразрядного аналого-цифрового преобразователя

2. Вставьте в отчет осцилограммы входного сигнала и напряжения с младшего разряда D4 (рис. 1.16.3). Определите пороги переключения.

Рис. 1.16.3. Схема для получения осциллограмм входного и выходного сигналов аналого-цифрового преобразователя

Задание 1.16.3. Исследование АЦП с единичными приращениями компенсирующего сигнала

1. Соберите схему на рис. 1.16.4, переведите ключ сброса S в нижнее положение. В декодирующем семисегментном индикаторе наблюдайте изменение шестнадцатеричного кода и заполните табл. 1.16.4 при различных уровнях входного аналогового сигнала.

Рис. 1.16.4. Схема для моделирования процессов в АЦП при ручной подаче тактовых сигналов

82

Таблица 1.16.4

Результаты измерений четырехразрядного аналого-цифрового преобразователя

2. Для определения времени измерения сигнала АЦП при подаче тактовых сигналов от генератора собрать схему на рис. 1.16.5. В отчет вставить рассчитаное время измерения, которое определяется по осциллограммам. Входной и выходной каналы осцилографа подключить к выходу компаратора и на вход счетчика.

Рис. 1.16.5. Схема для определения времени измерения сигнала АЦП

83

2. ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Практическая работа № 2.1 Расчет усилительного каскада на биполярном транзисторе

Цель работы: рассчитать усилительного каскада на биполярном транзисторе.

Задания для выполнения:

1.Определить способ включения транзистора и рассчитать координаты точки покоя (напряжение и ток в выходной цепи транзистора до подачи входного сигнала) и их нестабильность в диапазоне температур (20…50) °С.

2.Построить нагрузочные прямые постоянного и переменного тока.

3.Изобразить эквивалентную схему каскада усилителя нижних частот для рабочего диапазона частот (области средних частот). Оценить коэффициент усиления по напряжению, входное и выходное сопротивления.

Характеристики и параметры рассчитываемого транзистора приведены на рис. 2.1.1.

Рис. 2.1.1. Параметры биполярного транзистора

При расчете учесть, что транзистор кремниевый, и принять следующие параметры: коэффициент усиления тока базы β = 100, сопротивление области базы rБ= 100 Ом, сопротивление коллекторного перехода rК= 5 МОм.

84

Варианты заданий

85

Б ф

б) ток коллектора в I0 = β IБ = 100 18,3 = 1,83 мА; в) напряжение между коллектором и эмиттером VT1

U0 E Rф I0 I Б Rк I0 15 1 1,83 0,02 5 1,83 4В.

Сопротивление выходной цепи постоянному току R Rк Rф 6кОм.

Нагрузочная прямая постоянного тока проходит через точку Е =15 В на оси абсцисс и точку Iк= Е/R= = 15/6 = 2,5 мА на оси ординат (рис. 2.1.1). Отмечаем на характеристиках транзистора положение рабочей точки А.

Сопротивление выходной цепи переменному току

Через рабочую точку А и точку Uкэ U0 R~ I0 6,1В на оси абсцисс

проводим нагрузочную прямую переменного тока.

2. Температурная нестабильность коллекторного тока

нестабильности каскада;

IТ I0 1,83 50 30 5 10 4 27,5мкА– температурное смещение вы-

ходных характеристик транзистора;

UТ 2 30 60мВ – температурное смещение входных характеристик

транзистора.

Вывод. Схема неработоспособна в заданном диапазоне температур, так как транзистор с ростом температуры заходит в режим насыщения и перестает усиливать сигналы.

3. При построении эквивалентной схемы для средних частот закорачиваем E, C1, C2, Cф, а транзистор заменяем эквивалентной схемой (рис. 2.1.3).

Рис. 2.1.3. Эквивалентная схема каскада УНЧ

87

Коэффициент усиления по напряжению

Выходное сопротивление каскада Rв ых RК || rк / 1 4,5кОм.

Практическая работа № 2.2 Решение задач по усилительным каскадам на биполярных транзисторах

Примеры решения задач Пример 2.1. На рис. 2.2.1 приведена схема усилительного каскада с ОЭ,

где RГ=1 кОм, Rк=5,1 кОм, Rэ= 510 Ом, Rн=10 кОм, транзистор с коэффициен-

тами h11э= 800 Ом, h12э 5 10 4, h21э 48, h22э 80 мкСм. Необходимо рассчитать коэффициенты усиления по напряжению KU и по току KI, определить входное

Rвх и выходное Rвых сопротивления.

Рис. 2.2.1. Схема для расчета усилительного каскада с ОЭ

Коэффициент усиления по напряжению определяем по формуле:

Коэффициент усиления по току определяем по формуле:

88

ные в формулу расчета выходного сопротивления, получаем, что Rв ых 4,9кОм

т.е. Rв ых Rк .

Пример 2.2. На рис. 2.2.2 приведена схема усилительного каскада с ОБ, где RГ=100 Ом, Rк=1 кОм, Rэ= 200 Ом, Rн=10 кОм, транзистор с коэффициен-

тами h11б= 30 Ом, h12б 1 10 4, h21б 0,99, h22б 1 мкСм. Необходимо рассчитать коэффициенты усиления по напряжению KU и по току KI, определить входное

Rвх и выходное Rвых сопротивления.

Рис. 2.2.2. Схема для расчета усилительного каскада с ОБ

Решение: входное сопротивление для усилительного каскада с ОБ опре-

подставляя все рассчитанные данные в формулу расчета выходного сопротивления, получаем, что Rв ых 1кОм , т.е. Rв ых Rк .

Пример 2.3. На рис. 2.2.3 приведена схема усилительного каскада с ОК, где RГ=1 кОм, Rэ= 3 кОм, Rн=100 Ом, транзистор с коэффициентами h11б= 25

Ом, h12б 2 10 4, h21б 0,985, h22б 1 мкСм. Необходимо рассчитать коэффициенты усиления по напряжению KU, по току KI и по мощности KP, определить

входное Rвх и выходное Rвых сопротивления.

89