лабы / 4ЛР схемач
.docxБригада №7
Лабораторная работа 4.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОДЕЛИ РЕЗИСТОРНОГО КАСКАДА С ОБЩИМ КОЛЛЕКТОРОМ
Цель работы
Изучить свойства усилительного каскада с общим коллектором (ОК) в режиме малого сигнала. Выполнить анализ в частотной и временной областях. Исследовать свойства каскада при изменении сопротивлений источника сигнала, нагрузки и элементов схемы. Определить входное и выходное сопротивления каскада.
3.1. Расчет режима работы каскада на постоянном токе
Рис. 1. Схема каскада по постоянному току.
Все расчеты на постоянном токе (в части 3.1) легко повторить. Характерно, что в схеме с ОК, как правило, отсутствует резистор RК.
Перенесём расчёты из ЛР 1:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Построение нагрузочной линии по постоянному току.
10
5
4
А
8,33
Рис. 2. Нагрузочная линия по постоянному току в исследуемом усилителе
3.2. Исследование свойств каскада с ОК по сигналу на переменном токе
Принципиальная схема каскада с ОК представлена на рис. 3. Переменная составляющая сигнала поступает на базу транзистора через разделительный конденсатор СР1, а передается в нагрузку R2Н через разделительный конденсатор СР2 из эмиттера. Сопротивление источника питания Е0 переменному току практически равно нулю, поэтому коллектор оказывается соединенным с общим проводом.
Рис. 3. Принципиальная схема каскада ОК.
3.2.1. Расчет элементов модели транзистора для переменного тока.
Модель транзистора не зависит от схемы его включения. Выбираем здесь также П-образную схему замещения (аналогичную схеме Джиаколетто). Расчеты ее элементов берем из ЛР 1.
Таблица 1.
е1 |
R1И |
Ср1 |
Rб |
rб'б |
rб'э |
Сб'э |
СК |
h21 |
RЭ |
СЭ |
RК |
Ср2 |
R2Н |
мВ |
кОм |
мкФ |
кОм |
Ом |
Ом |
пФ |
пФ |
- |
Ом |
мкФ |
кОм |
мкФ |
кОм |
5 |
0,1 |
10,0 |
3,1 |
60 |
610,9 |
|
5 |
118 |
200 |
1000,0 |
1 |
10,0 |
2 |
3.2.2. Составление эквивалентной схемы каскада с ОК.
Эквивалентную схему каскада с ОК получаем, заменив в принципиальной схеме на рис. 3 транзистор V1 его эквивалентной моделью. Тогда эквивалентная схема каскада ОК примет вид, представленный на рис. 4.
Рис. 4. Эквивалентная схема каскада ОК
3.2.3. Расчет функций АЧХ и ПЧ с помощью Fastmean
Предварительный расчёт KОК скв:
Определим параметры по АЧХ:
Рис. 5. Определение
Рис. 6. Определение нижней граничной частоты
Рис. 7. Определение верхней граничной частоты
Параметры по ПХ:
Рис. 8.1. Определение времени нарастания .
Рис. 8.2. Определение времени нарастания .
Рис. 9.1. Определение процента спада вершины
Рис. 9.2. Определение процента спада вершины
Таблица 2.
|
|
|
* |
** |
Примечание |
дБ |
Гц |
МГц |
% |
нс |
* tИ = 1,25 мс, ** tИ = 25 мкс |
|
36.507 |
28.239 |
|
|
Предварительные расчёты совпадают с измерениями, сделанными с помощью симулятора Fastmean.
3.2.5. Измерение входного и выходного сопротивлений каскада с ОК.
Для измерения входного сопротивления используем схему на рисунке 4.
Определяем среднюю частоту:
Рис. 10. Определение входного сопротивления.
Для измерения Rвых напряжение источника сигнала подаем на выход усилителя, предварительно отключив сопротивление нагрузки и заземлив освободившийся конец R1И. Также необходим вспомогательный резистор R (в пределах 1 Ом –10 кОм).
Рис. 11. Схема измерения выходного сопротивления.
Рис. 12. Определение выходного сопротивления.
Вывод: Изучены свойства усилительного каскада с общим коллектором (ОК) в режиме малого сигнала. Выполнен анализ в частотной и временной областях. Определено входное и выходное сопротивления каскада.