1.2 Исследование частотных характеристик

АЧХ коэффициента усиления усилителя K_u(f) и сквозного коэффициента усиления K_скв(f) показаны на рис. 2

Рисунок 2 –АЧХ коэффициента усиления усилителя K_u(f) и сквозного коэффициента усиления K_скв(f)

По рис. 2 определяем коэффициенты усиления в области средних частот:

K_u0(f)=155,564;

K_скв(f)=37,124;

Граничные частоты коэффициента усиления:

f_н=406,291 Гц; f_в=19,611МГц.

Граничные частоты сквозного коэффициента усиления:

f_н=115,986 Гц; f_в=1,838 МГц.

АЧХ усилителя при изменении величины сопротивления нагрузки R10 от 1k до 1.6k с шагом 0.3k показаны на рис. 3

Рисунок 3 - АЧХ усилителя при изменении величины сопротивления нагрузки

При увеличении сопротивления нагрузки увеличивается коэффициент усиления, а полоса пропускания сужается.

ФЧХ усилителя показана на рис. 4

Рисунок 4 – ФЧХ усилителя

Фазочастотные искажения на нижней и верхней граничных частотах АЧХ коэффициента усиления:

φ_н=45,856⁰; φ_в= -60,591⁰.

АЧХ усилителя без обратной связи показана на рис. 5

Коэффициент усиления усилителя без обратной связи: K_{u0.без оос}(f)=4481.

Глубина обратной связи А= K_{u0.без оос}(f)/ K_u0(f)=4481/155.564=28.805

Рисунок 5 –АЧХ усилителя без обратной связи

Зависимость R_вх от частоты показана на рис. 6

Рисунок 6 - Зависимость R_вх от частоты

1.3 Исследование переходных характеристик

Переходные характеристики усилителя показаны на рис. 7, рис. 8.

По рис. 7 определяем время установления:

t_уст =190,486нс

Рисунок 7 – Переходная характеристика усилителя в области малых времен.

Рисунок 8 – Переходная характеристика усилителя в области больших времен.

По рис.8 определяем спад плоской вершины:

Δ= ΔU/U_уст=3,017/37,049 =0,081

2. Исследование усилителя без ООС.

2.1 Параметры режима каскада

Схема усилителя со значениями токов в ветвях и напряжениями в узлах схемы показана на рис. 9

Рисунок 9 – Усилитель без ООС

2.2 Исследование частотных характеристик

АЧХ коэффициента усиления усилителя K_скв(f), сквозного коэффициента усиления K_u(f) и ФЧХ показаны на рис. 10.

По рис. 10 определяем коэффициенты усиления в области средних частот:

K_u0(f)=4479;

K_скв(f)=1069;

- граничные частоты коэффициента усиления

f_н=410 Гц;

f_в=2,622 МГц;

-граничные частоты сквозного коэффициента усиления

f_н=170 Гц;

f_в=1,311 МГц.

Рисунок 10 – АЧХ коэффициента усиления K_u(f) и сквозного коэффициента усиления K_скв(f)

ФЧХ усилителя показана на рис. 11

Рисунок 11 – ФЧХ усилителя

Фазочастотные искажения не верхней и нижней граничных частотах АЧХ коэффициента усиления:

φ_н=62.741⁰; φ_в= -45,95⁰.

АЧХ усилителя при изменении величины сопротивления нагрузки R10 от 1k до 1.6k с шагом 0.3k показаны на рис. 12.

C увеличением сопротивления нагрузки увеличивается коэффициент усиления, а полоса пропускания наоборот,уменьшается.

Рисунок 12 - АЧХ усилителя при изменении величины R10

Зависимость R_вх от частоты показана на рис. 13.

Рисунок 13 - Зависимость R_вх от частоты

Переходная характеристика в области малых времен показана на рис. 14.

По рис. 14 определяем время установления:

t_уст = 184нс

Рисунок 14 – Переходная характеристика усилителя в области малых времен.

Переходная характеристика в области больших времен показана на рис. 15.

Рисунок 15 – Переходная характеристика усилителя в области больших времен.

По рис. 15 определяем спад плоской вершины:

Δ= ΔU/U_уст=0,72/1=0,72

Результаты расчета и эксперимента сводим в табл. 1

Таблица 1 - Результаты расчета и эксперимента

	ОС экспериментальное	Без ОС экспериментальное
Rвх	313 Ом	313 Ом
fгр. н	406,291 Гц	410 Гц
fгр. в	19,611 МГц	2,622МГц
А	28,805	1
Ku	155,564	4479
Ku*	37,124	1069
∆	0,081	0,72
tуст	190,483нс	184нс

Выводы. В работе исследовался усилитель с последовательной ООС по току во втором каскаде за счет резистора R8.

Последовательной ООС по току во втором каскаде за счет резистора R8 уменьшает коэффициент усиления, расширяет полосу пропускания в области верхних частот, уменьшает спад плоской вершины импульса.

В работе получено экспериментальное подтверждение теоретических положений.