6.4. Описание лабораторной установки

Принципиальная схема лабораторной установки представлена на рис.6.4.

Объектом исследования является усилительный каскад с общим эмиттером, собранный на биполярном транзисторе VTмарки КТ603Б. Элементами каскада являются: резисторыR1 иR2, задающие режим работы транзистора по постоянному току; резисторыR3 иR5, являющиеся сопротивлениями коллекторной нагрузки транзистора; резисторR4 и конденсатор С2, образующие цепочку температурной стабилизации точки покоя; разделительные конденсаторыC1, С3, С4; резисторR6 и конденсаторыC5 иC6, являющиеся нагрузкой каскада.

Все перечисленные элементы смонтированы на съемном планшете. Кроме того, на планшете укреплены двухпозиционные переключатели S1…S4, позволяющие изменять сопротивление коллекторной нагрузки (S1), отключать конденсатор цепочки температурной стабилизации (S2), изменять емкости разделительного конденсатора (S3) и нагрузки (S4).

Питание каскада осуществляет источник ГН1 постоянного напряжения, смонтированный на универсальном лабораторном стенде. Там же установлен вольтметр PV2, измеряющий выходное напряжение.

Входной сигнал подается на усилитель от отдельного генератора низкой частоты G1, который подключается к гнездамXS1 иXS2 планшета. Конструкция генератора позволяет регулировать как частоту, так и амплитуду входного сигнала. Измерение входного и выходного сигналов усилителя осуществляется электронным осциллографомPG, выходные штыри которого подключаются либо к гнездамXS3 иXS4 для измерения входного сигнала, либо к гнездамXS5 иXS6 для измерения выходного сигнала.

6.5. Указания к выполнению работы

К пункту 6.2.1. Подключить планшет с исследуемым усилителем к универсальному стенду. Подать питающее напряжение 220 В, 50 Гц на стенд и на приборы (генераторG1 и электронный осциллографPG).

Установить переключатели S1,S2 иS4 в левое положение, а переключательS3 – в верхнее. Включить источник ГН1 тумблером “Сеть” на его лицевой панели и установить выходное напряжение источника 15 В.

К пункту 6.2.2. Подать на усилитель входной сигнал частотой 5 кГц. Регулятор амплитуды сигнала на генератореG1 установить в крайнее левое положение.

Плавно изменяя амплитуду входного сигнала и измеряя амплитуду входного и выходного сигналов с помощью осциллографа, снять амплитудную характеристику усилителя. Результаты измерений занести в табл.6.1.

Таблица 6.1 - Результаты измерений амплитудной характеристики

Uвх, В
Uвых, В
Ku

Диапазон изменения амплитуды входного сигнала должен простираться от нуля до такого значения, при котором появляются искажения формы выходного сигнала (плоские участки на вершинах синусоиды).

Рассчитать значение коэффициента усиления каскада по формуле:

Ku=Uвых/Uвх, (6.2)

результаты занести в табл.6.1.

Повторить измерения при другом сопротивлении коллекторной нагрузки R3, установив переключательS1 в правое положение. Результаты измерений занести в табл.6.2. Рассчитать значения коэффициента усиления. По данным табл.6.1. и 6.2. построить амплитудные характеристики для различных сопротивлений коллекторной нагрузки.

Установить амплитуду входного сигнала, соответствующую одному из средних значений в табл.6.1. Переключить S2 в правое положение, измерить амплитуду выходного сигнала, рассчитать коэффициент усиления каскада и сравнить его с соответствующим значением из табл.6.1. Сделать вывод о влиянии на коэффициент усиления каскада емкости цепи температурной стабилизации.

К пункту 6.2.3. Установить переключателиS1,S2 иS4 в левое положение, а переключательS3 – в верхнее (1-й вариант). Установить амплитуду входного сигнала на уровне, соответствующем середине линейного участка амплитудной характеристики. Плавно изменяя частоту входного сигнала от 20 Гц до 200 кГц, снять амплитудно-частотную характеристику каскада, измеряя частоту по шкале генератораG1, а амплитуду выходного сигнала – осциллографом. Результаты измерений занести в табл.6.3.

Проделать то же самое для двух других вариантов: переключатель S3 в нижнем положении, а переключательS4 – в левом (2-й вариант); переключательS3 в верхнем положении, а переключательS4 – в правом (3-й вариант). Результаты измерений также занести в табл.6.3.

Таблица 6.3 - Результаты измерений амплитудно-частотных характеристик

Uвх, В

f, Гц

1 вар

С3 С5

Uвых, В

Ku

2 вар

С4 С5

Uвых, В

Ku

3 вар

С3 С6

Uвых, В

Ku

ВНИМАНИЕ!При снятии амплитудно-частотных характеристик экспериментальные точки должны наиболее густо располагаться в низкочастотной (от 20 Гц до 1 кГц) и высокочастотной (от 50 кГц до 200 кГц) областях. Амплитуда входного сигнала на всех частотах должна быть постоянной.

Рассчитать значения коэффициента усиления каскада по формуле (6.2), результаты занести в табл.6.3.

Построить амплитудно-частотные характеристики каскада по данным табл.6.3. в полулогарифмическом масштабе, как графики зависимости Ku=F(lg(f)). Определить граничные частоты полосы пропускания и ее ширину для каждой амплитудно-частотной характеристики при допустимых значениях коэффициента частотных искаженийMн= Мв= 1,41. Результаты занести в табл. 6.4.

Проанализировать полученные результаты и сделать выводы о соотношении емкостей конденсаторов C3 и С4, а также С5 и С6.

Таблица 6.4 - Результаты обработки амплитудно-частотных характеристик

Номер варианта	1	2	3
fн, Гц
fв, Гц
∆f, Гц