Правила і заходи безпеки під час роботи з електро- і радіоапаратурою
1. Перед виконанням лабораторних робіт студенти зобов’язані отримати інструктаж з техніки безпеки, який надає їм право працювати з електро- і радіоапаратурою.
2. Перед вмиканням приладів та їх з’єднанням необхідно перевірити і заземлити корпуси.
3. Перед роботою з приладами необхідно вивчити інструкцію з експлуатації, порядок вмикання і роботи з ними.
4. Під час виникнення пошкоджень або проблем з функціонуванням системи негайно звернутися до викладача або лаборанта.
5. В екстремальних ситуаціях (запах гару, диму або займання) негайно вимкнути прилади з мережі та звернутися до викладача. При необхідності прийняти міри з ліквідації пожежі.
1 Дослідження каскаду попереднього підСилення
1.1 Мета роботи
Дослідження резисторних каскадів підсилення за постійним та змінним струмом; розрахунок каскаду попереднього підсилення за постійним струмом.
1.2 Програма роботи
1. Вивчити самостійно розділи “Основні технічні показники та характеристики АЕП” [1, с.10…22] та “Кола забезпечення режиму підсилювальних елементів за постійним струмом” [1, с.54…70] посібника або за конспектом лекцій, виділяючи питання схемних вмикань та забезпечення режиму за постійним струмом БТ і ПТ ввімкнення транзистора за змінним струмом і формування АЧХ каскаду попереднього підсилення.
2. В процесі практичного заняття розрахувати кола забезпечення режиму каскадів за постійним струмом.
3. В процесі аналізу результатів роботи оцінити отримані дані з точки зору практичної реалізації та техніко-економічні показники схеми, вказати шляхи підвищення показників.
1.3 Підготовка до виконання роботи
1. Вивчити мету, програму та порядок виконання роботи, загальні методичні вказівки, інструкцію з правил і заходів безпеки під час роботи.
2. Підготувати бланк звіту, в який внести мету роботи, індивідуальне завдання та схеми досліджених каскадів.
3. Продумати відповіді на контрольні запитання.
1.4 Загальні відомості про проектування та розрахунок каскадів
попереднього підсилення
1.4.1 Структура резисторного каскаду
Каскад підсилення є мінімальною частиною електронного підсилювача і виконує його основні якісні функції, обумовлює частина кількісних показників. Каскад містить активний елемент і пасивні радіоелементи.
Розрізняють одно- і двотактні каскади. Однотактні підсилюють сигнал протягом усього періоду сигналу, вони несиметричні (вхідний і вихідний затискачі об'єднані з загальним провідником). Двотактні містять два плеча, кожне з яких посилює протягом деякої частини періоду, вони симетричні щодо загального проводу.
З'єднуються каскади в багатокаскадні підсилювачі за допомогою ланцюгів міжкаскадного зв'язку: безпосереднього (гальванічного), ємнісно-резистивного, дросельно-конденсаторного, індуктивного, трансформаторного, опто-електронного.
Для підсилення сигналу до рівня достатнього для керування кінцевим або прикінцевим каскадом призначені каскади попереднього підсилення. У них амплітуди змінних струмів і напруг у декілька разів менше їхніх значень у вихідній робочій точці. У цьому режимі параметри транзистори незмінні, а нелінійні спотворення малі.
Каскад посилення аперіодичний на біполярному транзисторі з спільним емітером (СЕ) або на польовому транзисторі з спільним витоком (СВ) - найбільш поширені типи підсилювачів, з показниками якого порівнюють показники інших каскадів.
На рис. 1.1а наведена принципова схема резисторного каскаду на біполярному транзисторі з спільним емітером. За постійним струмом транзистор VT1 включений за схемою емітерної стабілізації, а за змінним струмом емітер сполучений із землею конденсатором С3, що блокує резистор R3. Характеристики і параметри транзистора (, Iк0) сильно залежать від температури. Це призводить до зміни положення робочої точки. Для її стабілізації застосовуються спеціальні міри, наприклад, негативний зворотній зв'язок (НЗЗ) за постійним струмом. Вмиканням у ланцюг емітера резистора R3 одержують емітерну стабілізацію за постійним струмом.
Рисунок 1.1 – Схеми резисторних каскадів підсилення
Вхідний сигнал подається на базу через розділювальний конденсатор С1, а вихідна напруга знімається з колектора через розділювальний конденсатор С2. На базу транзистора за допомогою резисторного дільника R1 і R2 задається напруга зміщення
де I0к - струм спокою в робочій точці.
На рис. 1.1б наведена принципова схема резисторного каскаду з спільним витоком на польовому транзисторі з керуючим р-n-переходом і каналом типу n. Залежність струму від температури в польових транзисторів набагато менше, ніж у біполярних. Таким чином, при роботі в не широкому діапазоні температур без зміни транзистора стабілізація робочої точки польових транзисторів не обов'язкова. У той же час для забезпечення стабілізації струму при зміні транзистора вона необхідна.
Для стабілізації струму стоку застосовують ті ж методи, що і для біполярних транзисторів, головний з них - НЗЗ за постійним струмом (витоковая стабілізація за допомогою резистора Rв). Часто потрібно збільшити глибину НЗЗ. Це легко досягається збільшенням опору Rв, але тоді падіння напруги на ньому може перевищити потрібне зміщення Uзм = RвIв. У цьому випадку для часткової компенсації його на заслон подається за допомогою дільника R1 і R2 певна відкривальна напруга UR2. Якщо Uзм не перевищує потрібне значення, то необхідність у резисторі R1 відпадає, а R2 може бути будь-яким, але не більше декількох мегом.
У МДНПТ з індукованим каналом зміщення Uзм має перевищувати порогову напругу Uпор, при якому утвориться канал і починається протікання струму стоку. Зміщення подають на заслін подільником R1 R2 у тій самій полярності, що й від джерела стоку (рис. 1.1в). Резистор R1 вмикають до джерела безпосередньо або через резистор Rс для досягнення комбінованої стабілізації сумісно з Rв.
З метою підвищення стабільності можна включати резистор Rв витокової стабілізації, але при цьому треба збільшити напругу UR2.