Министерство Образования РФ
Пермский Государственный Технический Университет
Кафедра Автоматики и Телемеханики
Лабораторная работа №3
«Исследование одиночного усилительного
каскада с коллекторной нагрузкой (ОЭ)»
Выполнили: ст. гр. АТ-03-2
Гриншпун В.З.
Бекинин М.М.
Проверил: Андреев Г.Я.
Пермь 2004
Цель работы: экспериментальное исследование усилительного каскада; определение режима покоя, параметров по переменному току, снятие частотной характеристики усилителя.
Схема усилительного каскада
Рисунок 1
Назначение элементов схемы
– транзистор, активный, усилительный элемент схемы.
- задаёт динамический режим (усиление сигнала по напряжению).
– делитель (задаёт класс А усилителя).
– стабилизирует точку покоя.
– исключает обратную связь по входному сигналу, обеспечивая высокий Ку.
– не пропускает обратную составляющую как на вход так и в обратном направлении.
– отсекает постоянную составляющую, которая присутствует на коллекторе, пропуская в нагрузку только переменный сигнал.
Результаты измерений
Амплитудная характеристика
Измерения производятся в области средних частот .
Снимем амплитудную характеристику каскада в двух случаях:
-
Общий случай
0,002 |
0,12 |
60 |
0,005 |
0,27 |
54 |
0,01 |
0,54 |
54 |
0,015 |
0,81 |
54 |
0,02 |
1,06 |
53 |
0,04 |
1,93 |
48,25 |
0,06 |
2,37 |
39,5 |
0,08 |
2,6 |
32,5 |
0,1 |
2,72 |
27,2 |
-
При
0,002 |
0,247 |
123,5 |
0,005 |
0,59 |
118 |
0,01 |
1,17 |
117 |
0,015 |
1,73 |
115,33 |
0,02 |
2,19 |
109,5 |
0,04 |
3,39 |
84,75 |
0,06 |
4,07 |
67,83 |
0,08 |
4,42 |
55,25 |
0,1 |
4,6 |
46 |
Рисунок 2. Амплитудная характеристика
Частотная характеристика
Частотная характеристика усилителя также снимается в двух случаях:
1) С обычными
50 |
0,015 |
0,55 |
36,6 |
100 |
0,015 |
0,68 |
45,3 |
200 |
0,015 |
0,78 |
52 |
400 |
0,015 |
0,81 |
54 |
600 |
0,015 |
0,82 |
54,6 |
800 |
0,015 |
0,82 |
54,6 |
1000 |
0,015 |
0,83 |
55,3 |
2000 |
0,015 |
0,83 |
55,3 |
5000 |
0,015 |
0,83 |
55,3 |
10000 |
0,015 |
0,83 |
55,3 |
20000 |
0,015 |
0,83 |
55,3 |
40000 |
0,015 |
0,82 |
54,6 |
60000 |
0,015 |
0,81 |
54 |
80000 |
0,015 |
0,75 |
50 |
100000 |
0,015 |
0,66 |
44 |
150000 |
0,015 |
0,59 |
39,3 |
2) С уменьшенными
50 |
0,015 |
0,21 |
14 |
100 |
0,015 |
0,42 |
28 |
200 |
0,015 |
0,68 |
45,33 |
400 |
0,015 |
0,7 |
46,67 |
600 |
0,015 |
0,7 |
46,67 |
800 |
0,015 |
0,7 |
46,67 |
1000 |
0,015 |
0,71 |
47,33 |
2000 |
0,015 |
0,7 |
46,67 |
5000 |
0,015 |
0,71 |
47,33 |
10000 |
0,015 |
0,7 |
46,67 |
20000 |
0,015 |
0,69 |
46 |
40000 |
0,015 |
0,69 |
46 |
60000 |
0,015 |
0,68 |
45,33 |
80000 |
0,015 |
0,53 |
35,33 |
100000 |
0,015 |
0,36 |
24 |
150000 |
0,015 |
0,23 |
15,33 |
Рисунок 3. Частотная характеристика
Полоса пропускания
Определим полосу пропускания по следующей формуле:.
. Т.к. , то .
Проведем прямую на рис. 3.
По графику найдем верхнюю и нижнюю частоты:
Полоса пропускания 68,85 кГц.
Вывод
В этой лабораторной работе исследовался усилительный каскад с коллекторной нагрузкой. Были измерены его амплитудные и частотные характеристики. Увеличение напряжения нагрузки увеличивает коэффициент усиления по напряжению. Также в лабораторной работе определены граничные частоты усилителя
1) На величину коэффициента усиления влияет величина сопротивления нагрузки. Чем выше сопротивление, тем выше коэффициент усиления. Наиболее высокое усиление наблюдается при .
2) На частотные свойства схемы влияют конденсаторы и . При отсутствии конденсаторов заметно возрастает искажение сигнала и ухудшаются частотные свойства схемы.
.