Пермский Государственный Технический Университет
Электротехнический факультет
Кафедра АТ
Общая электроника и электротехника.
Лабораторная работа №9.
Исследование одиночного усилительного каскада с коллекторной нагрузкой.
Работу выполнил Веселков Евгений гр. АТ – 01 – 2
Проверил Южаков А.А.
Пермь
2002
Цель работы: экспериментальное исследование усилительного каскада; определение режима покоя, параметров по переменному току, снятие частотной характеристики усилителя.
Исследуемая схема:
I2
Назначение элементов схемы:
vT – транзистор, активный, усилительный элемент схемы.
RК - задаёт динамический режим (усиление сигнала по напряжению).
R1, R2 – делитель (задаёт класс А усилителя).
RЭ – стабилизирует точку покоя.
СЭ – исключает обратную связь по входному сигналу, обеспечивая высокий Ку.
СP1 – не пропускает обратную составляющую как на вход так и в обратном направлении.
СP2 – отсекает постоянную составляющую, которая присутствует на коллекторе, пропуская в нагрузку только переменный сигнал.
Амплитудная характеристика усилителя.
Снимем амплитудную характеристику
каскада
в трёх случаях:
-
в общем случае;
-
; -
;
Измерения производятся в области средних
частот
.
-
Общий случай, т. е. включено сопротивление нагрузки Rн.
|
UВХ, мВ |
10 |
12 |
15 |
18 |
20 |
22 |
25 |
28 |
30 |
33 |
35 |
|
UВЫХ, мВ |
78 |
166 |
268 |
346 |
393 |
433 |
493 |
546 |
581 |
621 |
651 |
|
KU |
7,8 |
13,8 |
17,9 |
19,2 |
19,65 |
19,7 |
19,72 |
19,5 |
19,4 |
18,8 |
18,6 |
Начало искажений сигнала на осциллографе при U1=35 мВ, U2=651 мВ.
-
Исключим RН, т. е.
.
|
UВХ, мВ |
10 |
12 |
15 |
18 |
20 |
22 |
25 |
28 |
30 |
33 |
35 |
|
UВЫХ, В |
0.294 |
0.365 |
0.49 |
0.624 |
0.714 |
0.777 |
0.872 |
0.967 |
1.013 |
1.085 |
1.138 |
|
KU |
29.4 |
30.42 |
32.7 |
34.7 |
35.7 |
35.31 |
34.88 |
34.54 |
33.77 |
32.88 |
32.52 |
Начало искажений сигнала на осциллографе при U1=35 мВ, U2=1.138 В.
-
Исключим из схемы конденсатор CЭ, т. е. введём отрицательную обратную связь.
|
UВХ, мВ |
10 |
12 |
15 |
18 |
20 |
22 |
25 |
28 |
30 |
33 |
35 |
|
UВЫХ, мВ |
22 |
25 |
38 |
50 |
58 |
66 |
77 |
87 |
94 |
104 |
111 |
|
KU |
2.2 |
2.08 |
2.53 |
2.78 |
2.9 |
3 |
3.08 |
3.11 |
3.14 |
3.15 |
3.17 |
Начало искажений сигнала на осциллографе при U1=35 мВ, U2=111 мВ.
Частотная характеристика усилителя.
Частотная характеристика усилителя также снимается в трёх случаях:
-
в общем случае;
-
; -
;
-
Общий случай, т. е. включено сопротивление нагрузки Rн.
|
f |
U1, мВ |
U2, В |
|
|
60 Гц |
20 |
0,395 |
19.75 |
|
70 Гц |
20 |
0,411 |
20.55 |
|
100 Гц |
20 |
0,413 |
20.65 |
|
150 Гц |
20 |
0,447 |
22.35 |
|
500 Гц |
20 |
0,459 |
22.95 |
|
1 кГц |
20 |
0,483 |
24.15 |
|
10 кГц |
20 |
0,203 |
10.15 |
|
100 кГц |
20 |
0,036 |
1.8 |
Определим теперь
и
Значит
график ряд 1
-
Исключим RН, т. е.
.
|
f |
U1, мВ |
U2, В |
|
|
60 Гц |
20 |
0,12 |
6 |
|
70 Гц |
20 |
0,13 |
6,5 |
|
100 Гц |
20 |
0,15 |
7,5 |
|
150 Гц |
20 |
0,23 |
11,5 |
|
500 Гц |
20 |
0,32 |
14,5 |
|
1 кГц |
20 |
0,26 |
13 |
|
10 кГц |
20 |
0,08 |
4 |
|
100 кГц |
20 |
0,07 |
3,5 |
Определим теперь
и
Значит
график ряд 2
-
Исключим из схемы конденсатор CЭ, т. е. введём отрицательную обратную связь.
|
f |
U1, мВ |
U2, В |
|
|
60 Гц |
20 |
0,076 |
3,8 |
|
70 Гц |
20 |
0,075 |
3,75 |
|
100 Гц |
20 |
0,077 |
3,85 |
|
150 Гц |
20 |
0,076 |
3,8 |
|
500 Гц |
20 |
0,074 |
3,7 |
|
1 кГц |
20 |
0,075 |
3,75 |
|
10 кГц |
20 |
0,035 |
1,75 |
|
100 кГц |
20 |
0,023 |
1,15 |
Определим теперь
и
Значит
график ряд 3
Вывод.
В этой лабораторной
работе исследовался усилительный каскад
с коллекторной нагрузкой. Были измерены
его амплитудные и частотные характеристики,
а также установлена зависимость
коэффициента усиления по напряжению
от сопротивления нагрузки и наличия
отрицательной обратной связи. Увеличение
напряжения нагрузки увеличивает
коэффициент усиления по напряжению, а
введение отрицательной обратной связи
(исключение из схемы СЭ)
значительно уменьшает его. Также в
лабораторной работе определены граничные
частоты усилителя при допустимом
коэффициенте частотных искажений
.