Министерство цифрового развития, связи и массовых
коммуникаций Российской Федерации
Ордена Трудового Красного Знамени федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования
Московский технический университет связи и информатики
___________________________________________________________________
Кафедра «Радиооборудования и схемотехники»
Лабораторная работа №1 по дисциплине Схемотехника
«Исследование резистивного каскада предварительного усиления на биполярном транзисторе»
Выполнила Вторая бригада группы БИК2205 _____________________________________
Проверил
Ассистент кафедры РОС |
_________________________ Максимов А.А. |
|
Москва 2024 |
1. Цель работы
Целью работы является исследование характеристик резистивного
каскада предварительного усиления по схеме с общим эмиттером и резистивного каскада предварительного усиления по схеме с общим коллектором, в зависимости от подключаемых элементов схемы.
2. Описание лабораторной установки
Лабораторная установка состоит из: стенда с исходной схемой,
генератора сигналов, двух вольтметров, и осциллографа. Внешний вид лицевой панели изображён на рисунке 2.1.
Рисунок 2.1 – лицевая панель стенда с исходной схемой
На ней изображена исходная схема, а также расположены гнёзда для
подключения измерительных приборов и органы управления.
Переключатель П1 определяет напряжение на гнездах «вольт» слева: в положении 1 определяется напряжение с генератора, а в положении 2 – напряжение на входе схемы.
Переключатель П2 определяет реализуемую схему: в положении 1 реализуется схема с общим коллектором, а в положении 2 – схема с общим эмиттером.
Ключ К1 подключает (вправо) или отключает (влево) разделительный конденсатор С1.
Ключ К2 подключает (вверх) или отключает (вниз) резистивную
нагрузку R6.
Ключ К3 подключает (вправо) или отключает (влево) разделительный конденсатор С4.
Ключ К4 подключает (вверх) или отключает (вниз) ёмкостную нагрузку С6.
3.Проведение эксперимента
Врамках эксперимента необходимо снять с установки шесть
различных АЧХ.
3.1Исходная схема с общим эмиттером
П1 в положении «влево»;
К1 в положении «влево»;
П2 в положении «2»;
К2 в положении «вниз»;
К3 в положении «влево»;
К4 в положении «вниз».
f0 |
U0вх U0вых |
K0 |
|
Hz |
mV V |
|
|
48 |
10 |
0.13 |
13 |
92 |
10 |
0.2 |
20 |
184 |
10 |
0.25 |
25 |
1000 |
10 |
0.28 |
28 |
2000 |
10 |
0.28 |
28 |
10000 |
10 |
0.28 |
28 |
12000 |
10 |
0.27 |
27 |
6.45 104 |
10 |
0.25 |
25 |
12.9 104 |
10 |
0.2 |
20 |
25.8 104 |
10 |
0.13 |
13 |
3.2Схема с ОЭ и разделительным конденсатором С1
П1 в положении «влево»;
К1 в положении «вправо»;
П2 в положении «2»;
К2 в положении «вниз»;
К3 в положении «влево»;
К4 в положении «вниз».
f1 |
U1вх U1вых |
K1 |
|
Hz |
mV V |
|
|
13 |
10 |
0.09 |
9 |
25 |
10 |
0.19 |
19 |
50 |
10 |
0.24 |
24 |
1000 |
10 |
0.27 |
27 |
10000 |
10 |
0.27 |
27 |
25000 |
10 |
0.27 |
27 |
40000 |
10 |
0.26 |
26 |
7 104 |
10 |
0.22 |
22 |
14 104 |
10 |
0.19 |
19 |
28 104 |
10 |
0.12 |
12 |
3.3Схема с ОЭ и резистивной нагрузкой R6
П1 в положении «влево»;
К1 в положении «влево»;
П2 в положении «2»;
К2 в положении «вверх»;
К3 в положении «влево»;
К4 в положении «вниз».
f2 |
U2вх |
U2вых |
K2 |
Hz |
mV V |
|
|
100 |
10 |
0.08 |
8 |
200 |
10 |
0.15 |
15 |
400 |
10 |
0.185 |
18.5 |
800 |
10 |
0.195 |
19.5 |
1000 |
10 |
0.21 |
21 |
10000 |
10 |
0.21 |
21 |
16000 |
10 |
0.195 |
19.5 |
6.5 104 |
10 |
0.175 17.5 |
|
13 104 |
10 |
0.15 |
15 |
26 104 |
10 |
0.1 |
10 |
3.4Схема с ОЭ и ёмкостной нагрузкой С6
П1 в положении «влево»;
К1 в положении «влево»;
П2 в положении «2»;
К2 в положении «вниз»;
К3 в положении «влево»;
К4 в положении «вверх».
f3 |
U3вх |
U3вых |
K3 |
Hz |
mV V |
|
|
75 |
10 |
0.09 |
9 |
150 |
10 |
0.18 |
18 |
300 |
10 |
0.24 |
24 |
1000 |
10 |
0.25 |
25 |
3500 |
10 |
0.25 |
25 |
6000 |
10 |
0.25 |
25 |
13 103 |
10 |
0.225 22.5 |
|
25 103 |
10 |
0.18 |
18 |
50 103 |
10 |
0.115 11.5 |
|
3.5 Исходная схема с общим |
|
|
||||
коллектором |
|
|
|
|||
|
П1 в положении «влево»; |
|
|
|||
|
К1 |
в положении «влево»; |
|
|
|
|
|
П2 в положении «1»; |
|
|
|
||
|
К2 |
в положении «вниз»; |
|
|
|
|
|
К3 |
в положении «влево»; |
|
|
|
|
|
К4 |
в положении «вниз». |
|
|
|
|
|
|
|
f4 |
U4вх |
U4вых |
K4 |
|
|
|
Hz mV |
V |
|
|
|
|
20 |
100 |
0.03 |
0.3 |
|
|
|
39.5 |
100 |
0.05 |
0.5 |
|
|
|
80 |
100 |
0.051 |
0.51 |
|
|
|
900 |
100 |
0.07 |
0.7 |
|
|
|
1000 |
100 |
0.07 |
0.7 |
|
|
|
|
2.4 106 100 |
0.052 0.52 |
||
|
|
|
3 106 100 |
0.07 |
0.7 |
|
|
|
|
4.8 106 100 |
0.05 |
0.5 |
|
|
|
|
9.6 106 |
100 |
0.02 |
0.2 |
3.6Схема с ОК и ёмкостной нагрузкой С6
П1 в положении «влево»;
К1 в положении «влево»;
П2 в положении «1»;
К2 в положении «вниз»;
К3 в положении «влево»;
К4 в положении «вверх».
f5 |
U5вх |
U6вых |
K5 |
Hz |
mV V |
|
|
14 |
100 |
0.02 |
0.2 |
28 |
100 |
0.04 |
0.4 |
56 |
100 |
0.055 |
0.55 |
800 |
100 |
0.06 |
0.6 |
1000 |
100 |
0.06 |
0.6 |
0.6 106 |
100 |
0.065 0.65 |
|
80 104 |
100 |
0.06 |
0.6 |
1.18 106 |
100 |
0.04 |
0.4 |
2.4 106 |
100 |
0.01 |
0.1 |
3.7 Графики АЧХ различных схем
Графики снятых АЧХ в полулогарифмическом масштабе
представлены ниже на рисунке 3.7.1 и рисунке 3.7.2.
28
26
24
22
20
18
16
14
12
10
8
1 10 |
1 10² |
1 10³ |
1 10 |
1 10 |
1 10 |
f0 1
s
f1 1s
f2 1s
Рисунок 3.7.1 – Графики АЧХ схемы с ОЭ
1
K0
K1 K2 K3
|
|
f3 |
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
0.76 |
|
|
|
|
|
|
0.7 |
|
|
|
|
|
|
0.64 |
|
|
|
|
|
|
0.58 |
|
|
|
|
|
|
0.52 |
|
|
|
|
|
|
0.46 |
|
|
|
|
|
|
0.4 |
|
|
|
|
|
|
0.34 |
|
|
|
|
|
K4 |
0.28 |
|
|
|
|
|
|
0.22 |
|
|
|
|
|
K5 |
0.16 |
|
|
|
|
|
|
0.1 |
|
|
|
|
|
|
1 10 |
1 10² |
1 10³ |
1 10 |
1 10 |
1 10 |
1 10 |
|
|
f4 |
1 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
|
f5 |
1 |
|
|
|
4. Выводы |
|
|
|
|
|
|
|
|
s |
|
|
|
|
По итогу лабораторной работы были успешно сняты шесть АЧХ с |
||||||
разных вариаций исследуемой схемы. |
|
|
||||
При исследовании схемы с общим эмиттером было замечено, что: |
||||||
При подключении разделительного конденсатора С1 на входе цепи, нижняя граничная частота и амплитуда уменьшились по отношению к исходной схеме.
Это объясняется тем, что суммарная ёмкость конденсаторов С2 и С1 относительно конденсатора С2, увеличилась, что привело в уменьшению суммарного реактивного сопротивления, что привело к расширению частотного диапазона в области нижних частот.
При подключении активной нагрузки R6 на выходе цепи, амплитуда уменьшилась, нижняя граничная частота сравнительно сильно увеличилась по отношению к исходной схеме.
Снижение амплитуды объясняется тем, что чисто активная нагрузка не выполняет «полезной» работы: она переводит полученную энергию в тепло и ничто более, вызывая падение напряжения.