3. Экспериментальные результаты.
3.1. Усилители переменного тока на инвертирующих ру.
Измерим
частотные характеристики коэффициента
усиления
усилителя переменного тока с использованием
ФГ и АБ (см. рис. 1,
= 10 кОм;
= 100 кОм;
= 1 мкФ).
Для
анализатора
Боде
установим следующие значения параметров:
Start – 5 Гц; Stop – 35 кГц; Steps –
10; Peak Amplitude – 0,1 В. Наблюдаем
за частотными характеристиками усилителя
переменного тока. ЛАЧХ в полосе пропускания
усилителя должна соответствовать
значению
20
дБ, а ФЧХ – значению 180.
Рис. 5
Нижняя граничная частота усилителя переменного тока, на которой модуль коэффициента усиления снижается на 3 дБ от максимального значения: = 882,5 Гц. По теоретическим расчётам, полученным из соотношения (3.2): = 16 Гц.
Показания реальных приборов:
Рис. 6
Рис. 7
3.2. Высококачественные усилители переменного тока.
Измерим частотные
характеристики коэффициента усиления
усилителя переменного тока, реализованного
на базе неинвертирующего РУ (рис. 3,
= 1 кОм;
= 1000
кОм;
= 100
кОм;
= 
= 1
мкФ). Эксперимент аналогичен рассмотренному
в п. 3.1 (Peak
Amplitude –
0,01 В). Объясним, почему ЛАЧХ усилителя
в полосе пропускания соответствует
значению 60 дБ и почему усилитель имеет
сравнительно невысокую верхнюю граничную
частоту
:
ЛАЧХ
в полосе пропускания усилителя должна
соответствовать значению
20
дБ, соответственно
для L
= 60 дБ
=
3, поэтому при таком повышенном
верхняя граничная частота сравнительно
невысока.
С использованием курсора определяем
полосу пропускания усилителя f
= 1,2 -0,4
= 0,8 кГц:
Рис. 8
Исследуем постоянное выходное напряжение покоя усилителя (см. рис. 3), для чего к выходу усилителя подключаем цифровой мультиметр. Напряжение покоя измеряем с конденсатором С2:
Р
ис.
9
и без него (резистор R1 подключен к общей шине):
Рис. 10
Введение конденсатора С2 позволяет существенно уменьшить напряжение покоя усилителя.
Измерим частотные
характеристики коэффициента усиления
для усилителя переменного тока,
представленного на рис. 4 (
= 1
кОм;
=
= 30 кОм;
= 100
кОм;
= 3
кОм;
= 100
кОм;
=
=
1 мкФ). Эксперимент аналогичен
рассмотренному в 3.1 (Peak
Amplitude –
0,01 В). Объясним, почему ЛАЧХ усилителя
в полосе пропускания соответствует
значению 60 дБ (3.4) и почему усилитель
имеет более высокую верхнюю граничную
частоту
по сравнению с усилителем (см. рис. 3):
ЛАЧХ
в полосе пропускания усилителя должна
соответствовать значению
20
дБ, соответственно
для L
= 60 дБ
=
3, но при условии одинаковых
,
верхняя граничная частота больше по
сравнению с предыдущим усилителем, так
как в данной схеме использован
дополнительный неинвертирующий
усилитель, частота среза становится
больше и увеличивается верхняя граничная
частота и увеличивается полоса пропускания
(
).
С использованием курсора определяем
полосу пропускания усилителя: f
= 2 -0,4
= 1,6 кГц.
Рис. 11
Исследуем выходное напряжение покоя усилителя (см. рис. 4), для чего к его выходу подключаем цифровой мультиметр. Напряжение покоя измеряем с конденсатором С2:
Рис. 12
и без него (выход усилителя DA1 соединен с резистором R4):
Рис. 13
Введение разделительного конденсатора C2 позволяет существенно уменьшить напряжение покоя усилителя.
Показания реальных приборов:
Рис. 14
Р
ис.
15