Практичне заняття № 11 Тема: Дослідження роботи підсилювачів змінного струму.

Мета: засвоїти методи розрахунку елементів схем підсилювачів, ознайомитись зі схемами багато каскадних підсилювачів.

Порядок виконання роботи

11.1. Запустіть Electronics Workbench за допомогою ярлика.

11.2. Завдання 1: Дослідити однокаскадний підсилювач.

11.2.1. Розрахуйте значення опорів R_b1 і R_b2 схеми резистивного каскаду підсилювача з фіксованою напругою зміщення на базі (рис. 11.1), в якій резистори R_b1 і R_b2, послідовно підключені до джерела живлення U_с, складають дільник напруги. При оптимальних значеннях опорів резисторів струм І_d , що по ним протікає, створює потрібну незмінну напругу зміщення, якою і зміщується точка спокою транзистора (середнє значення робочої точки А на навантажувальній характеристиці). В розрахунку використовуйте дані, отримані в попередній лабораторній роботі для транзистора 2N2222 та наступні формули:

11.2.2. Складіть схему, наведену на рис. 11.2, яка дозволяє досліджувати однокаскадний підсилювач на біполярних транзисторах. Встановіть в схемі розрахункове значення R_b2^*; значення опорів резисторів R_b1, R_b2, R_b3 прийняти рівними відповідно 0,8· R_b1^*, R_b1^*, 1,2· R_b1^*.

11.2.3. Подайте на вхід підсилювача синусоїдальну напругу U_{вх m} = 10 mV, F = 1 kHz і для кожного з опорів R_b1, R_b2, R_b3 зняти осцилограми вхідної та вихідної напруг (точки 1, 2, 3). Поясніть отримані осцилограми, особливо наявність зсуву фази φ = 180.

11.2.4. Активізуйте аналізатор частотних характеристик і зніміть залежність коефіцієнта підсилювання К_U від частоти вхідного сигналу F при R_b2, що дорівнює розрахунковому R_b1^* та фазовий зсув U_вих відносно U_вх. Заповнити таблицю 11.1 (8÷10 значень F в робочому діапазоні).

Рис. 11.2.

Таблиця 11.1.

F, kHz
KU
φ, град

Рис. 11.3.

11.2.5. Збільшіть в два рази значення перехідних ємностей С_d1 і C_d2 та зменшити в два рази значення «паразитної» ємності С_р. Повторіть п. 11.2.4. Поясніть зміни в залежностях K_U(F) і φ(F), побудувавши їх на одному графіку.

Визначіть смугу підсилення на рівні 0,707К₀, де К₀ – середнє значення K_U в середині робочого діапазону.

11.3. Завдання 2: Дослідити підсилювач на польовому транзисторі.

11.3.1. Складіть схему, наведену на рис. 11.3, яка дозволяє досліджувати підсилювач на польовому транзисторі.

Для двох значень R_d (3,5 kOhm та 7,0 kOhm) отримайте осцилограми U_вх(t) і U_вих(t), визначіть і зробіть висновок щодо впливу R_d на K_U. Поясніть роль опору R₃, що є в колі витоку «s». Параметри вхідного сигналу, які необхідно встановити на генераторі: U_{вх m} = 50 mV, F = 1 kHz.

11.4. Завдання 3: Дослідити двокаскадний підсилювач на транзисторах.

11.4.1. Складіть схему, наведену на рис. 11.4, яка дозволяє проводити дослідження двокаскадного підсилювача на транзисторах. Поясніть призначення кожного елемента схеми.

Рис. 11.4.

11.4.2. Подайте на вхід синусоїдальний сигнал U_{вх m} = 10 mV, F = 1 kHz. Зніміть осцилограми вхідної та вихідної напруги U_{вих m 1} для першого каскаду підсилення (токи 1, 2), потім для двох каскадів U_{вих m 2} (токи 1, 3). Визначіть K_{U 1} та K_{U заг}. Доведіть, що K_{U заг} = K_{U 1}· K_{U 2}.

11.5. Знайти несправності в схемі.

11.5.1. Спираючись на показання приладів в схемі на рис. 11.5, визначіть значення якого з елементів схеми слід змінити, щоб забезпечити роботу підсилювача на середині лінійного діапазону (в класі А).

Рис. 11.5.

Зміст звіту

Зміст має містити:

• Тему і мету роботи.

• Схему кожного експерименту.

• Таблиці експериментальних даних.

• Необхідні осцилограми.

• Необхідні розрахунки.

• Висновки по кожному експерименту.

• Загальні висновки по роботі.