ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИССЛЕДОВАНИЕУСИЛИТЕЛЯПРОМЕЖУТОЧНОЙЧАСТОТЫ СДВУХКОНТУРНЫМИПОЛОСОВЫМИФИЛЬТРАМИ

Цель работы:

–определить амплитудную характеристику одного каскада усилителя промежуточной частоты (УПЧ) без нагрузки и с нагрузкой в виде входного сопротивления следующего каскада, оценить коэффициент усиления каскада УПЧ в линейном режиме для обоих случаев;

–определить амплитудную характеристику двухкаскадного УПЧ при двух значениях сопротивления нагрузки, оценить коэффициент усиления двухкаскадного УПЧ в линейном режиме при различных нагрузках;

–снять амплитудно-частотную характеристику одного каскада УПЧ без нагрузки и с нагрузкой в виде входного сопротивления следующего кас-

када, рассчитать коэффициент прямоугольности Kп0,1 для снятых АЧХ;

– снять амплитудно-частотную характеристику двухкаскадного УПЧ при двух значениях сопротивления нагрузки, вычислить коэффициент прямоугольности Kп0,1 для снятых АЧХ;

– определить регулировочную характеристику K(Uр ) одного каскада

УПЧ.

Краткиетеоретическиесведения

При равных эквивалентных затуханиях контуров (δэ1 = δэ2 = δэ ) изби-

рательной системы со связанными контурами модуль коэффициента усиления каскада по схеме с общим эмиттером рассчитывают по формуле [1]

где p1 – коэффициент включения первого колебательного контура в коллекторную цепь транзистора; p2 – коэффициент включения входа следующего каскада ко второму колебательному контуру; Gэ – эквивалентная проводимость колебательных контуров (Gэ1 = Gэ2 = Gэ); η – параметр связи между контурами;ξ – обобщенная расстройка, ξ ≈ 2∆f δэ f0 ; f0 – частота настройки

УПЧ.

Эквивалентную проводимость контура вычисляют по формуле

Gэ = δρэ ,

где ρ – характеристическое сопротивление. В свою очередь, ρ = ω0L.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ ПРОМЕЖ. ЧАСТОТЫ С ДВУХКОНТУРНЫМИ ПОЛОСОВЫМИ ФИЛЬТРАМИ

Модуль коэффициента усиления одного каскада на частоте настройки (ξ = 0) определяют следующим образом:

К = p1 p(2ηY21).

Gэ 1+η2

Для сигнала микросхема 2УС282 в лабораторном макете включена по каскодной схеме ОЭ-ОБ. Для каскодной схемы величина Y21 ОЭ−ОБ в первом

приближении равна Y21 ОЭ .

Для рассматриваемой в лабораторной работе сравнительно низкой промежуточной частоты зависимость от тока эмиттера описывается выражением

где Uт – температурный потенциал (для кремниевых транзисторов при комнатной температуре Uт = 32∙10-3 В); rб′ – омическое сопротивление базы; Вст –

статический коэффициент передачи тока.

При выполнении расчетного задания можно принять rб′= 140 Ом,Вст = 40.

Устойчивый коэффициент усиления каскодной схемы ОЭ-ОБ рассчитывают по формуле

где Y12 – модуль проводимости обратной передачи транзистора; Y22 – модуль выходной проводимости транзистора.

Описаниелабораторногомакета

Лабораторный макет представляет собой двухкаскадный УПЧ, реализованный на микросхемах К2УС282 (рис. 6). В качестве избирательных систем использованы двухконтурные полосовые фильтры.

Основными характеристиками лабораторного макета являются:

–частота настройки – 110 кГц;

–полоса пропускания – 8 кГц;

–избирательность при расстройке ± 9 кГц, 20 дБ;

–параметр связи между контурами η=1.

Питание макета осуществляется при включении тумблера «Сеть». Коммутация различных резисторов нагрузки осуществляется переключателем S4. Переключатель S1 позволяет отключать второй каскад УПЧ. В макете предусмотрена система автоматической регулировки усиления (АРУ). На-

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ ПРОМЕЖ. ЧАСТОТЫ С ДВУХКОНТУРНЫМИ ПОЛОСОВЫМИ ФИЛЬТРАМИ

пряжение, снимаемое с потенциометра R8, дает возможность определить регулировочные характеристики как отдельных каскадов, так и всего УПЧ.

Порядоквыполненияработы

1.Составить план проведения измерений, структурную схему измерительной установки и согласовать их с преподавателем.

2.Определить амплитудную характеристику УПЧ, для этого установить входное напряжение 10, 50 и 80 мВ (система АРУ должна быть отключена).

3.Измерить резонансную характеристику, для точности частоту генератора сигналов контролировать по электронному частотомеру.

4.Определить расстройки по обе стороны от резонансной частоты, при которых имеет место ослабление сигнала на 3, 6 и 20 дБ при снятии ам- плитудно-частотной характеристики УПЧ.

5.Определить регулировочную характеристику, при этом Uр устанавливать равным 0; 1,5; 2,0 и 2,5 В.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ ПРОМЕЖ. ЧАСТОТЫ С ДВУХКОНТУРНЫМИ ПОЛОСОВЫМИ ФИЛЬТРАМИ

Расчетноезадание

Рассчитать коэффициент усиления двухкаскадного УПЧ на микросхеме К2УС282. Проверить на устойчивость коэффициент усиления.

Схему УПЧ см. на рис. 6, параметры микросхемы К2УС282 [3]: частота настройки усилителя – 110 кГц; значения индуктивностей L1 = L2 = L3 =

L4 = 4 мГн.

Значения параметра связи между контурами и тока коллектора в схеме ОЭ-ОБ указаны в табл. 6. Эквивалентное затухание контуров δэ1 = δэ2 = δэ3 =

= δэ4 = 0,3. Коэффициенты включения для обоих каскадов принять равными p1 = 1; p2 = 0,5.

Все дополнительные исходные данные выбирать самостоятельно.

Содержаниеотчета

В отчете необходимо привести следующее:

1.Структурную схему измерительной установки и принципиальную схему УПЧ.

2.Результаты выполнения расчетного задания.

3.Таблицы с результатами экспериментальных исследований.

4.Оценку погрешности определения коэффициента усиления УПЧ.

5.Графики амплитудных характеристик первого каскада и всего УПЧ.

6.Графики резонансных характеристик первого каскада и всего УПЧ при различных нагрузках.

7.Выводы (реальные значения Kп0,1 для одного и двух каскадов УПЧ,

область линейной зависимости Uвых = f (Uвх ) и т.д.).

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 4

ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ ПРОМЕЖ. ЧАСТОТЫ С ДВУХКОНТУРНЫМИ ПОЛОСОВЫМИ ФИЛЬТРАМИ

Контрольныевопросы

1.Как выбрать полосу пропускания УПЧ?

2.В каких случаях целесообразно использовать в качестве избирательной системы двухконтурный полосовой фильтр?

3.Какие искажения может претерпевать сигнал в УПЧ и какие меры следует предпринимать для их уменьшения?

4.Какие меры нужно предпринимать для обеспечения устойчивости

УПЧ?

5.Как выбирать величину параметра связи между контурами?

6.Каким соотношением определяется средний квадрат шумового напряжения на выходе УПЧ?