_{Лабораторная работа №1}

Исследование резисторного каскада предварительного усиления.

Цель работы: Исследовать характеристики резисторного каскада предварительного усиления; освоить методы схемотехнического моделирования на основе программы Micro Cap 12.

Экспериментальная часть

1. Параметры режима каскада (токи в ветвях и напряжения в узлах схемы) показаны на рис. 1.

Рисунок 1 – Параметры режима каскада

2 Исследование частотных характеристик.

Амплитудно-частотные характеристики коэффициентов усиления K_н(f) и K_скв(f) показаны на рис. 2.

Оценим величину коэффициентов усиления в области средних частот:

K_н(f)=31,663,

K_скв(f)=9,292.

Рисунок 2 – АЧХ коэффициентов усиления

Оценим значения верхней и нижней граничных частот АЧХ на уровне 0.707 (-3 дб):

- граничные частоты коэффициента усиления:

f_н=66,368 Гц, f_в=359,617 кГц,

- граничные частоты сквозного коэффициента усиления

f_н=28,034 Гц, f_в=296,989 кГц;

АЧХ каскада при изменении величины емкости С4 от 0.25 мкф до 250.25 мкф с шагом 125мкФ показана на рис. 3

Рисунок 3 - АЧХ каскада при изменении величины емкости С4

При увеличении емкости С4 нижняя граничная частота уменьшается, коэффициент усиления снижается

АЧХ каскада при изменении величины ёмкости С3 от 100.1 мкФ до 0.1 мкф с шагом (-50)мкФ показана на рис. 4.

Рисунок 4 - АЧХ каскада при изменении величины емкости С3

При уменьшении емкости С3 верхняя граничная частота увеличивается, коэффициент усиления снижаетсян

АЧХ каскада при изменении величины сопротивления R6 от 6.2 кОм до 1.24 кОм с шагом (-2.48)кОм показана на рис. 5.

Рисунок 5 - АЧХ каскада при изменении величины сопротивления R6

При уменьшении сопротивления R6 коэффициент усиления снижается, полоса пропускания расширяется.

ФЧХ коэффициента усиления каскада по напряжению показана на рис. 6.

Рисунок 6 - ФЧХ коэффициента усиления каскада по напряжению

Фазочастотные искажения на нижней и верхней граничных частотах:

φ_н = -135.365⁰; φ_в = -224.446⁰.

3 Исследование переходных характеристик в области малых времен.

Переходная характеристика каскада показана на рис. 7

Рисунок 7 - Переходная характеристика каскада в области малых времен

По рис. 7 определяем время установления: t_уст = 1.14мкс

Влияние на переходную характеристику конденсатора С5 при изменении его емкости от 0.5нФ до 5,5нФ с шагом 2.5нФ показано на рис . 8

Рисунок 8- Изменения переходной характеристики в области малых времен в зависимости от емкости С5

При увеличении емкости С5 время установления увеличивается

Влияние на переходную характеристику сопротивления R5 при его изменении от 1кОм до 11кОм с шагом 5кОм показано на рис . 9

Рисунок 9- Изменения переходной характеристики в области малых времен в зависимости от сопротивления R6

При увеличении сопротивления R6 время установления сначала увеличивается, затем уменьшается, одновременно увеличивается а затем снижается коэффициент усиления

4 Исследование переходных характеристик в области больших времен.

Переходная характеристика каскада показана на рис. 10

Рисунок 10 - Переходная характеристика каскада в области больших времен

Относительный спад плоской вершины:

Влияние на переходную характеристику конденсатора С4 при изменении его емкости от 100нФ до 400нФ с шагом 150нФ показано на рис . 11

Рисунок 11- Изменения переходной характеристики в области больших времен в зависимости от емкости С4

При увеличении емкости С4 спад плоской вершины уменьшается.

Влияние на переходную характеристику резистора R5 при изменении его сопротивления от 1.2кОм до 11.2кОм с шагом 5кОм показано на рис . 12

Рисунок 12- Изменения переходной характеристики в области больших времен в зависимости от сопротивления R5

При увеличении сопротивления R5 спад плоской вершины практически не изменяется, но при этом увеличивается выходное напряжение.

Результаты расчета и моделирования сведены в табл. 2

Таблица 2 – Результаты расчета и моделирования

	Kн	Kскв	Fн0.7, Гц	Fв0.7, МГц	ϕн, град	ϕв, град	τу, мкс	Δ
Результаты моделирования	13,88	4,074	66,368	0,36	-135.365	-224.446	1.14	0.14

Выводы. В работе исследовались характеристики резисторного каскада предварительного усиления. По результатам исследования оценено влияние элементов каскада на его характеристики. В результате работы получено экспериментальное подтверждение теоретических положений.

Освоены приемы моделирования транзисторного каскада предварительного усиления и получения его характеристик.

Лабораторная работа №2.

Исследование свойств усилителя с отрицательной обратной связью.

ВАРИАНТ 2.4

Цель работы. Исследование влияния отрицательной обратной связи на основные показатели усилителя при различных видах обратной связи.

Изучение работы программы схемотехнического моделирования MicroCap 12.

1. Исследование усилителя с последовательной ООС по току во втором каскаде за счет резистора R8.

1.1 Определение параметров режима каскада

Схема усилителя со значениями токов в ветвях и напряжениями в узлах схемы показана на рис. 1

Рисунок 1 – Усилитель с ООС