Лаб 1 / Отчёт лаб 1

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

(МТУСИ)

Факультет "Радио и телевидение"

Лабораторный практикум №1

по дисциплине "Схемотехника"

""

Выполнили

Проверил А. В. Бажин

Цель работы

Исследование принципа работы и характеристик резисторного каскада предварительного усилителя. Исследование влияния в цепи коллектора и сопротивления нагрузки на его усилительные и выходные параметры. Исследование влияния величины разделительных, шунтирующих и "паразитной" ёмкостей, а также ёмкости нагрузки на частотные свойства.

Ход работы

Рисунок 1 – Схема цепи

Подбором резистора R3, добились режима с Iк ≈ 1mA (рисунок 3)

Транзистор Q1 работает в активном режиме усиления (рисунок 2): отсечки нет – ток коллектора имеет заданную величину (рисунок 3); режима насыщения нет, так как напряжение эмиттер-коллектор ~6В (рисунок 2).

Рисунок 2 – Схема цепи в режиме (с величинами напряжений)

Рисунок 3 – Схема цепи в режиме (с величинами токов)

АЧХ усилителя — это зависимость коэффициента усиления от частоты.

Рисунок 4 – АЧХ, сквозная АЧХ и соответствующие им ФЧХ

Сквозная АЧХ, в отличие от АЧХ, показывает отношение выходного сигнала усилителя к сигналу, поданному на вход (до прохождения нагрузки).

Коэффициент усиления возрастает на низких частотах и убывает на высоких частотах.

Максимальный коэффициент усиления Кu = 80

Найдем граничные частоты,

Граничные частоты: fнч = 61 Гц; fвч = 722,257 кГц

Полоса пропускания Δf = fвч – fнч = 722,196 кГц

ФЧХ в рабочей области – -180°, на граничных частотах – -135°, -225°

1. Исследование зависимости коэффициента усиления от входной ёмкости

Рисунок 5 – Влияние величины C1 на АЧХ

С уменьшением разделительной емкости C1 нижняя граничная частота увеличивается — АЧХ сужается

2. Исследование зависимости коэффициента усиления от ёмкости коллекторного перехода

Рисунок 6 – Влияние величины C2 на АЧХ

С уменьшением емкости база-коллектор верхняя граничная частота увеличивается — АЧХ расширяется

3. Исследование зависимости коэффициента усиления от выходной ёмкости

Рисунок 7 – Влияние величины C3 на АЧХ

С уменьшением разделительной емкости C3 нижняя граничная частота увеличивается — АЧХ сужается

4. Исследование зависимости коэффициента усиления от ёмкости C4

Рисунок 8 – Влияние величины C4 на АЧХ

С увеличением емкости эмиттера нижняя граничная частота уменьшается — АЧХ расширяется.

5. Исследование зависимости коэффициента усиления от ёмкости нагрузки

Рисунок 9 – Влияние величины C5 на АЧХ

С увеличением емкости нагрузки верхняя граничная частота уменьшается — АЧХ сужается

6. Исследование зависимости коэффициента усиления от сопротивления R4

С увеличением Rк, Кu увеличивается — Кu = Iк0/φт * Rк. При сопротивлении R4 > 12 kOm, так как транзистор переходит в режим насыщения — Uк ~ Uэ

Рисунок 10 – Влияние величины R4 на АЧХ

7. Исследование зависимости коэффициента усиления от сопротивления R6

Рисунок 11 – Влияние величины R6 на АЧХ

Можно заметить, что при равномерном увеличении сопротивления нагрузки R6 Кu увеличивается неравномерно.

8. Исследование зависимости величины R1 на АЧХ и сквозную АЧХ

Рисунок 12 – Влияние величины R1 на АЧХ и сквозную АЧХ

При увеличении сопротивления Ru уменьшается сквозная АЧХ.

9. Выходное сопротивление транзистора

Рисунок 13 – АЧХ при R6∞

При R6∞, U(R6)=Uхх.

Если U(R6)= ½ Uхх, то Rн = Rвых.тр-ра = 3.8 кОм

Rн = 5 кОм

10. Входное сопротивление каскада и транзистора

Рисунок 14 – Временные характеристики на входе

Uвх = 807 *10^-6

Iвх = 192 * 10^-9

Rвх = Uвх/Iвх ≈ 4 кОм

На выход первого усилителя подключим такой же усилитель (рисунок 15)

Р исунок 15 — схема цепи

Транзисторы работают в активном режиме усиления.

Рисунок 16 — зависимость АЧХ первого усилителя от нагрузки второго

Cвх.дин. = См + Сэ.дифф + Ск (1 + Кu) ≈ Ск * Кu ==> Cн первого усилителя уменьшается — верхняя граничная частота первого усилителя уменьшается — график АЧХ сужается.

Величина коэффициента усиления второго усилителя зависит от нагрузки.

Чем больше сопротивление нагрузки, тем больше коэффициент усиления, и тем больше ёмкость усилителя на входе.

Москва 2025