лабы / лаба_2_1 / лаба_2_схм

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 «РОС»

Лабораторная работа №2 по дисциплине Схемотехника

«Исследование резисторного каскада предварительного усиления»

Бригада № 2

     

Выполнили
Студенты группы БИК2205:	_______________________
Проверил
Ассистент кафедры РОС:	_______________________	Максимов А.А.

Москва 2024

1. Цель работы

Исследовать характеристики резисторного каскада предварительного усиления; освоить методы схемотехнического моделирования на основе программы Micro Cap 11.

2. Схема усилителя

Модель транзистора – 2Т315Е.

Рисунок 1 – Принципиальная схема усилителя

Рисунок 2 – Параметры режима каскада

3. Предварительный расчет

Необходимо рассчитать следующие характеристики:

1. коэффициенты усиления напряжения, тока и мощности;

2. сквозной коэффициент усиления напряжения;

3. верхнюю граничную частоту для входной цепи на уровне Мв=ЗдБ

4. нижнюю граничную частоту для выходной цепи на уровне Мн=ЗдБ

5. время установления импульса во входной цепи;

6. величину спада плоской вершины импульса во входной цепи при длительности импульса Ти- 0.9мс.

Все расчеты производились в математическом пакете прикладных программ MathCad.

4. Экспериментальная часть.

1. Исследование частотных характеристик

Рисунок 3 – График АЧХ усилителя

Рисунок 4 – График ФЧХ усилителя

АЧХ каскада при изменении величины емкости С3 от 0.25 мкФ до 250.25 мкФ с шагом 125мкФ.

Рисунок 5 – График АЧХ усилителя при изменении C3

АЧХ каскада при изменении величины ёмкости С4 от 100.1 мкФ до 0.1 мкФ с шагом (-50) мкФ.

Рисунок 6 – График АЧХ усилителя при изменении C4

АЧХ каскада при изменении величины сопротивления R5 от 6.2 кОм до 1.24 кОм с шагом (-2.48) к0м;

Рисунок 7 – График АЧХ усилителя при изменении R5

2. Исследование переходной характеристики усилителя

Переходные характеристики в области малых времен (ОМВ)

Рисунок 8 – График переходных характеристик в ОМВ

Переходные характеристики в области малых времен с изменениями в схеме значений С₅ от 0,5 нФ до 5,5 нФ с шагом 2,5 нФ.

Рисунок 9 – График переходных хар-ик в ОМВ с изменениями C5

Переходные характеристики в области малых времен с изменениями в схеме значений R₆ от 1 кОм до 11 кОм с шагом 5 кОм.

Рисунок 10 – График переходных хар-ик в ОМВ с изменениями R6

Переходные характеристики в области большие времен (ОБВ)

Рисунок 11 – График переходных хар-ик ОБВ

Переходные характеристики в области малых времен с изменениями в схеме значений С₄ от 100 нФ до 400 нФ с шагом 150 нФ.

Рисунок 12 – График переходных хар-ик ОБВ с изменениями C4

Переходные характеристики в области малых времен с изменениями в схеме значений R₆ от 1,2 кОм до 11,2 кОм с шагом 5 кОм.

Рисунок 13 – График переходных хар-ик ОБВ с изменениями R6

5. Таблица с результатами

			Гц	кГЦ	град	град	мкс
Предварительный расчет	31,6	11,45	6,37	1024	-	-	0.34	3.6%
Результаты моделирования	32,1	8,6	67	378,6	45	45	1,12	8,55
Результаты сравнения расчетов и моделирования	0.5	2.85	60.63	645.4	-	-	0.78	4,95

6. Выводы

Выполнив первую часть работы, можно сделать вывод, что каскад смоделирован корректно, так как его АЧХ по форме сильно похожи на АЧХ усилителя с ОЭ, а его коэффициент усиления сравнительно много больше единицы.

Разность между предварительным расчетом и моделированием обусловлена тем, что расчёты производились с ограниченной точностью и в «идеальных» условиях, а моделирование производилось с большой точностью, и при больших переменных.

При изменении параметров емкостных элементов меняются частотные характеристики каскада, чем больше емкость, тем "ниже" будет нижняя частота среза, т.е. малые частоты будут пропускаться, а высокие усилены

Изменение сопротивлении влияет на амплитуду АЧХ, увеличивая R5, можно увеличить амплитуду, так как резистор большего сопротивления создаст большее падение напряжения.

При исследовании переходных характеристик в области малых и в области больших времён:

Конденсатор С4 влияет на амплитуду переходной характеристики в области больших времён в связи с тем, что при большей ёмкости возрастает энергия конденсатора, что приводит к увеличению напряжения.

Конденсатор С5 влияет на амплитуду, крутизну подъёма и склона (в худшую сторону) в связи с тем, что при увеличении ёмкости ёмкостной нагрузки, растёт и время на зарядку и разрядку конденсатора, что приводит к тому, что конденсатор не успевает полностью зарядится перед разрядкой.

Изменение сопротивления R6 приводит увеличению амплитуды, и крутизны подъёма, а также к уменьшению крутизны склона переходной характеристики в области малых времён, так как увеличение сопротивления R6 приводит к увеличению падения напряжения на нём, что увеличивает разность между входом и выходом; также изменение сопротивления R6 приводит к увеличению амплитуды в области больших времён по вышеописанной причине.