Практическое занятие № 5 Исследование усилительного каскада на транзисторе в схеме с общим эмиттером

Принципиальная схема усилителя на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером, показана на рис. 6.

1. Задание для самостоятельной разработки усилителя на биполярном транзисторе

Исходными данными для расчета усилителя являются напряжение питания Е1, параметры точки покоя транзистора (ток покоя коллектора I_ОК и напряжение покоя коллектор-эмиттер U_ОКЭ) и сопротивление нагрузки R5. В процессе проектирования необходимо выбрать все элементы схемы и определить величины максимального входного и выходного напряжений, при которых не происходит искажения сигнала.

Рис.6.

Индивидуальное задание для самостоятельной разработки выбирается из соответствующей таблицы методических указаний к выполнению контрольной работы [3].

После проведения расчетов открыть файл с именем усил.ewb, и, присвоив элементам схемы рассчитанные значений номиналов, выполнить действия.

1. Снять и построить амплитудную характеристику U_вых = f(E_вх) каскада ОЭ.

2. Зарисовать форму входного и выходного напряжений при E_вх=5mВ, 0,01В и 0,05В.

3. Определить реальные коэффициенты усиления по току и напряжению.

Практическое занятие № 6 Исследование стабилизаторов напряжения

1. Исследование параметрического стабилизатора напряжения.

1.1. Открыть файл с именем Stabil.ewb.

1.2. Снять показания приборов при двух значениях входного напряжения: 15В и 20 В.

1.3. Рассчитать коэффициент стабилизации схемы:

а. По классической формуле .

б. По формуле ориентировочного расчета .

в. По уточненной формуле .

Сравнить полученные результаты.

1.4. Увеличить величину балластного сопротивления в два раза и повторить действия п.п. 1.2 – 1.3.

2. Исследование компенсационного стабилизатора напряжения.

2.1. Открыть файл с именем CompSt.ewb.

2.2. Рассчитать коэффициент стабилизации при изменении входного напряжения в диапазоне 20 -100 В.

Практическое занятие № 7 Проектирование и анализ мультивибратора на операционном усилителе (оу)

М оделирование мультивибратора начинают со сборки схемы в окне системы EWB 5-12. Схема мультивибратора показана на рис. 7

Основной характеристикой симметричного мультивибратора является частота выходных импульсов. Требуемую частоту выходных импульсов мультивибратора можно получить, используя различные варианты сочетания параметров элементов.

Наибольшее влияние на частоту выходных импульсов оказывает произведение R1C1. На средних частотах (примерно на порядок меньше верхней граничной частоты усиления ОУ) следует подбирать величину емкости конденсатора под величину сопротивления резистора. Сопротивление резистора должно быть не меньше минимально допустимого для выбранного ОУ и как минимум на порядок меньше входного сопротивления ОУ. Для наиболее распространенных ОУ резистор R1 можно выбирать в диапазоне (5 – 1000)кОм.

Частота выходных импульсов зависит также от амплитуды импульсов конденсатора, поступающих на инвертирующий вход ОУ. Амплитуда импульсов конденсатора зависит от делителя R2, R3, точнее от величины  = R3/(R2+R3).

Один из параметров ОУ – максимальная амплитуда входного напряжения, что накладывает некоторые ограничения на выбор величины . При использовании ОУ с малой величиной допустимой амплитуды входного напряжения необходимо при выборе элементов считать величину амплитуды напряжения конденсатора U заданной.

Известна формула, связывающая частоту f выходных импульсов мультивибратора с параметрами элементов

,

где  = R₁С₁.

Задание: соответствии с заданием для своего варианта (табл. 1) выбрать параметры элементов, используя приведенную формулу, затем уточнить выбор путем моделирования в системе EWB 5.12.

Таблица 1

Вариант	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
f, кГц	2	4	6	1	3	5	7	11	8	9	10
, 	30	20	40	80	60	70	10	90	30	80	20

Результаты моделирования должны быть представлены преподавателю в виде осциллограмм и параметров элементов на экране компьютера и в тетради для лабораторных работ.

Д ля углубленной проработки темы лабораторной работы предлагается спроектировать несимметричный мультивибратор с заданным коэффициентом заполнения импульса  = t⁺/T, где t⁺ - время импульса положительной полярности выходного напряжения; T – период импульсов.

С этой целью в схему необходимо ввести дополнительно два диода и резистор и выбрать их параметры. Схема несимметричного мультивибратора приведена на рис.8.

Резистор R1 влияет на длительность положительного импульса выходного напряжения, а резистор R2 – на длительность отрицательного импульса. Сумма сопротивлений резисторов R1 и R2 определяет частоту выходных импульсов мультивибратора.

Детальный анализ схемы можно провести, используя команду меню Analysis. В нашем случае представляют интерес функции меню Analysis: по постоянному току (DC Operating Point), по переменному току (AC Frequency), анализ спектра сигнала (Fourir).

Анализ может быть выполнен для любого узла схемы. Для этого нужно знать номер каждого узла. При соединении элементов в схему программа сама присваивает узлам номера в соответствии с порядком появления их в схеме. Эти номера можно увидеть, щелкнув дважды левой кнопкой мыши на соответствующем узле. При этом открывается диалоговое окно Connector Properties. На странице Node этого окна в строке Node ID показан номер узла. При необходимости этот номер можно изменить. Можно изменить цвет точки, соответствующей данному узлу. Можно высветить номер точки на схеме, поставив галочку в строке Display Node Label.