Эл и схем / ЭиСХ.ч.1.Метод.разраб. по ЛР

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ

1.Изучить способы введения ООС в усилительные устройства.

2.Изучить влияние ООС на качественные основные показатели усилительного устройства.

3.Экспериментально проверить основные положения теории усилительных устройств в ООС.

2.КРАТКОЕ ИЗЛОЖЕНИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ СВЕДЕНИЙ

Изложение теоретических сведений студенты могут найти:

-в лекционных материалах;

-в приложении к данной лабораторной работе;

-в ниже рекомендуемой литературе

3. ЛИТЕРАТУРА

1.“Электроника и схемотехника»”. Часть 1. «Электроника и схемотехника аналоговых устройств». Конспект лекций. Галочкин В.А. ПГАТИ. Кафедра РПУ. Самара. 2008 г

2.Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств.- М.: Радио и связь 1997.

3.Методическая разработка к лабораторным работам по дисциплинам «Схемотехника аналоговых электронных устройств» и «Основы схемотехники». Часть 1. Рында А.И. ПГАТИ. Самара. 2003 г.

4.ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ СТУДЕНТАМ

4.1.Изучить по указанной выше литературе:

- виды и принцип действия обратных связей;

-схемотехнику отрицательных обратных связей;

-влияние ООС на усилительные свойства усилителя и стабильность сквозного коэффициента усиления напряжения;

41

-влияние ООС на нелинейные искажения;

-влияние ООС на линейные искажения;

-способы корректирования АЧХ усилителя с помощью частотнозависимой ООС;

-влияние ООС на входные и выходные сопротивления усилителя;

4.2.Предварительно выполнить теоретические расчеты (см. приложение к лабораторной работе)

5.ПОДГОТОВКА ОБОРУДОВАНИЯ К ВЫПОЛНЕНИЮ ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЫ

Настоящая методическая разработка посвящена описанию лабораторной работы, которую выполняют на компьютере с помощью программы Electronics Workbench - версия 5.12. Для выполнения лабораторной работы необходимо открыть окно Electronics Workbench:

1.Найти на рабочем столе компьютера ярлык «Лаб. работы» и открыть их двойным нажатием левой кнопкой мыши;

2.Найти и открыть программу Electronics Workbench «WEWB32.EXE»;

3.Найти и открыть ярлык «Open»;

4.В открывшемся окне выбрать курсором адрес «TUTORIAL» и дать команду «OK»;

5.В открывшемся окне выбрать курсором «Лаб. №3» и дать команду

«OK»;

6.В открывшемся окне выбрать курсором и дать команду «OK» для выбора:

«Работа №3.ewb».

К достоинствам данной программы следует отнести: возможность моделировать электронную схему; возможность изменять параметры элементов схемы и входного сигнала и наблюдать их влияние на измеряемые параметры; возможность имитации пользования различными измерительными приборами.

42

Пользуясь (см. рис.) библиотекой компонентов, можно найти необходимые для создания схемы компоненты и перенести их на рабочее поле окна. Символ компонента переносится в окно построения схемы с помощью мыши при нажатой левой кнопке. При двойном щелчке по выбранному компоненту (или по контекстному вызову) открывается окно, с помощью которого устанавливаются требуемые параметры.

После размещения компонентов схемы производится их соединение с помощью проводников. Для подключения проводника курсор с помощью мыши подводится к выводу элемента. После появления черной точки следует нажать левую кнопку мыши и, удерживая ее, потянуть проводник к выводу другого элемента до появления на нем такой же черной точки.

После построения схемы программа моделирования активизируется кноп - кой

вправом верхнем углу окна.

Вметодической разработке некоторые схемы приведены с показаниями измерительных приборов. Это позволит студентам проверить правильность собранных схем.

Результаты исследований оформляются в виде отчета.

6. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Задание 1. Исследование влияния ООС на усилительные свойства усилителя

истабильность сквозного коэффициента усиления напряжения.

1.1Режим работы усилителя без ООС (рис. 1) :

-ключом «С» подключить конденсатор 500 nF;

-ключи «D» , «А» и «В» установить в разомкнутом положении.

43

рис. 1

-подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;

-ключом «Р» установить напряжение питания +30В;

-установить частоту генератора f = 3 кГц;

-установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины,

чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);

-замерить входное напряжение Uвх;

-замерить выходное напряжение Uвых.

рис. 2

44

рис. 3

1.2. Режим работы усилителя с отрицательной параллельной обратной связью по напряжению (рис. 1):

-ключом «D» подключить резистор 1,9 кОм;

-ключом «С» подключить конденсатор 500 nF;

-ключи «A» и «В» установить в разомкнутом положении.

-подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;

- ключом «Р» установить напряжение питания +30 В;

-установить частоту генератора f = 3 кГц;

-установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины, чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);

-- замерить входное напряжение Uвх;

-замерить выходное напряжение Uвых.

1.3.Режим работы усилителя с частотно-независимой отри-

цательной последовательной обратной связью по току (рис. 1):

-ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;

-ключи «A» «В» и «D» установить в разомкнутом положении.

45

-подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;

-ключом «Р» установить напряжение питания +30 В;

-установить частоту генератора f = 3 кГц.

-установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины,

чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);

-замерить входное напряжение Uвх;

-замерить выходное напряжение Uвых.

1.4. Режим работы усилителя с отрицательной комбинированной по входу и выходу обратной связью (рис. 1):

-ключом «D» подключить резистор 1,9 кОм;

-ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;

- ключи «A» и «В» установить в разомкнутом положении.

-подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;

-ключом «Р» установить напряжение питания +30В;

-установить частоту генератора f = 3 кГц.

-установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины,

чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);

-замерить входное напряжение Uвх;

-замерить выходное напряжение Uвых.

46

1.5.1.Усилитель с ООС:

-ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;

- ключи «A» «В» и «D» установить в разомкнутом положении.

-подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;

-ключом «Р» установить напряжение питания +6 В;

-установить частоту генератора f = 3 кГц.

-установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины,

чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);

-замерить выходное напряжение Uвых.

1.5.2.Повторить измерения по п. 1.1 с Еп = 6 В

1.6. Сформировать по данным п. 1. 1, п. 1. 3 (напряжение питания +30 В) и данным п. 1. 5 (напряжение питания +6 В) таблицу 2 и

рассчитать относительную нестабильность q сквозного коэффициента усиления Ке при отсутствии ООС и при наличии ООС:

47

Еr мВ

Uвых. мВ

Ке=Uвых/Еr

где Ке1 и Ке2 - сквозные коэффициенты усиления при питании +30 В и +6 В, соответственно. Сделать выводы по полученным результатам о влиянии ООС на относительную нестабильность коэффициента усиления.

Задание 2. Исследование влияния ООС на амплитудночастотные характеристики (АЧХ) усилителя .

2.1.Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.1 (усилитель без

ООС); - снять АЧХ усилителя и результаты измерений занести в табл. 3

2.2.Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.3 (усилитель с

-ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;

-ключом «А» подключить конденсатор 2 nF;

- ключи «D» и «В» установить в разомкнутом положении.

- снять АЧХ усилителя и результаты измерений занести в табл. 3

48

Примечания

1.Шкала частот – логарифмическая (см. приложение):

2.За среднюю частоту принять f = 3 кГц.

3.Построить все три АЧХ для сравнения на одном графике/

Привести расчетные значения верхних граничных частот:

Задание 3. Исследование влияния ООС на входное сопротивление усилителя .

По данным табл. 1 выполнить расчет входного сопротивления усилителя при отсутствии ООС и при различных способах подачи ООС во входную цепь; для данного усилителя принято Rг = 1,0 кОм.

Результаты расчетов свести в табл. 4:

49

Uвх, мВ

Ег, мВ

Rвх, Ом

Расчетное

значение

Rвх, Ом

Задание 4. Исследование влияния ООС на выходное сопротивление усилителя .

Провести дополнительные измерения и выполнить расчет выходного сопротивления усилителя при отсутствии ООС и при различных способах формирования напряжения ООС в выходной цепи.

4.1.Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.1 (усилитель без ООС);

-измерить Uвых. при подключенной нагрузке Rн = 360 Ом;

-измерить Uвых. при отключенной нагрузке Rн = 360 Ом;

4.2.Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.2 (усилитель с параллельной ООС по напряжению);

-измерить Uвых. при подключенной нагрузке Rн = 360 Ом;

-измерить Uвых. при отключенной нагрузке Rн = 360 Ом;

4.3.Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.3 (усилитель с последовательной ООС по току);

-измерить Uвых. при подключенной нагрузке Rн = 360 Ом;

-измерить Uвых. при отключенной нагрузке Rн = 360 Ом;

50