Министерство образования и науки Российской Федерации

РОССИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра ИС и ГТ

Лаборатория электротехники и электроники

Дисциплина «Основы электроники»

Отчет

по лабораторной работе на тему:

«Исследование электронного усилителя»

Выполнили: ст. гр. ОИБ-234

Чистякова О.С.

Стаковский И.И.

Принял: Шапаренко Ю.М.

Санкт-Петербург

2012

1. Цель работы

Экспериментально исследовать основные параметры транзисторного усилителя низких частот: проследить влияние на эти параметры элементов схемы усилителя.

2. Теоретические сведения

Во многих инженерно-технических задачах, решаемых с помощью электронной техники, возникает необходимость в усилении слабых электрических сигналов. Такое усиление осуществляется электронными усилителями - устройствами, которые увеличивают мощность электрических сигналов посредством усиления либо напряжения сигнала, либо тока, либо того и другого вместе.

Электронный усилитель содержит усилительный прибор − активный элемент (АЭ) с источником питания и ту или иную совокупность пассивных элементов. В качестве АЭ используют биполярные и полевые транзисторы; находят применение также традиционные усилительные приборы электронные лампы. Активный элемент АЭ под действием входного усиливаемого сигнала преобразует энергию источника питания в энергию выходного усиленного сигнала. Пассивные элементы усилителя (резисторы, конденсаторы и др.) служат для обеспечения исходного режима работы АЭ, температурной стабилизации этого режима и др. целей. Один АЭ (с источником питания) и относящиеся к нему пассивные элементы образуют отдельный усилительный каскад.

Главным параметром электронного усилителя является его коэффициент усиления. При усилении по напряжению этот коэффициент равен

Кu = Uвых/Uвх ,

где Uвых, и Uвх - соответственно напряжения на выходе и на входе усилителя. Коэффициент усиления измеряют также в логарифмичес­ких единицах - в децибелах. Коэффициент усиления по напряжению, выраженный в децибелах, равен

Ku[дБ]= 20 lgKu, дБ ,

где Кu - исходный коэффициент усиления в разах.

Среди других параметров, определяющих технические характеристики усилителя, важными являются:

- рабочий диапазон частот или полоса пропускания усилителя;

- его входное и выходное сопротивления;

- уровень искажений сигнала в усилителе;

- динамический диапазон работы усилителя и др.

Рабочий диапазон частот или полоса пропускания усилителя Δƒ это такой интервал частот, в пределах которого коэффициент уси­ления усилителя изменяется лишь в сравнительно небольших допустимых пределах, стандартными являются пределы ± 3 дБ, т.е. из­менение усиления в √2 раз. Параметр Δƒ определяют по амплитуд­но-частотной характеристике (АЧХ) усилителя – зависимости коэффициента усиления Ku от частоты сигнала

Обычно полоса пропускания усилителя Δƒ достаточно протяжен­ная, поэтому при построении АЧХ по горизонтальной оси частот используется логарифмический масштаб. По вертикальной оси откладывается относительное усиление (Кu/Ко), выраженное в децибелах, т.е. величина 20lg (Кu/Ко ) где Кo - наибольший коэффициент усиления усилителя, имеющий место на средних частотах рабочего диапазона.

3. Результаты исследований

3.1. Электронный усилитель на БПТ, включённом по схеме с общим эмиттером:

Формы сигналов на входе и выходе усилителя:

Синусоидальная во всех вариантах. Контролируется по осциллографу

АЧХ усилителя:

Частота Выход		Гц			КГц
		30	100	300	1	2	3	5	7	10	2 и 3ния иники S 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000030	30 50	100	1200
	Uвых, B	0,39	0,75	0,88	0,92	0,93	0,92	0,91	0,89	0,83	0,44	0,23	0,06	0,00
	Ku	39,00	75,00	88,00	92,00	93,0	92,0	91,0	89,0	83,00	44,0	23,0	6,00	0,00
	Ku/Ko	0,42	0,81	0,95	0,99	1,00	0,99	0,98	0,96	0,89	0,47	0,25	0,06	0,00
	20lgKu/Ko	-7,55	-1,87	-0,48	-0,09	0,00	-0,09	-0,19	-0,38	-0,99	-6,50	-12,1	-23,81	0

Ko=maxK=93, Ср=50, Co=10, Cэ=100; Uвх=10 мВ=const

АХ усилителя:

Uв, В	0,005	0,01	0,015	0,02	0,025	0,03	0,005
Uвых, мВ	97	301	405	888	1203	1408	97
Кu	19,4	30,1	27	44,4	48,12	46,93333	19,4

3.2. Электронный усилитель на схеме с общим коллектором:

АЧХ усилителя:

Частота Выход		Гц			КГц
		30	100	300	1	2	3	5	7	10	2 и 3ния иники S 00000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000000030	30 50	100	1200
	Uвых, B	0,038	0,047	0,051	0,055	0,056	0,057	0,058	0,058	0,058	0,058	0,058	0,058	0,054
	Ku	3,800	4,700	5,100	5,500	5,60	5,70	5,80	5,80	5,800	5,80	5,80	5,800	5,400
	Ku/Ko	0,655	0,810	0,879	0,948	0,96	0,98	1,00	1,00	1,00	1,00	1,00	1,000	0,931
	20lgKu/Ko	-3,673	-1,827	-1,117	-0,461	-0,30	-0,15	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,000	-0,621

Ko=maxK=5,8 , Cp=50, Co=0

АХ усилителя:

Uв, В	0	0,03	0,1	0,8	1	2
Uвых, В	0	0,09	0,3	0,9	П	П
Кu	0	3	3	1	0	0