Лабораторная работа
.pdf
Цель работы:
1.Изучить характеристики и параметры усилительных каскадов, а также режимы работы и способы задания рабочей точки активных элементов
вусилителях.
2.Экспериментально исследовать основные характеристики и параметры одиночных усилительных каскадов.
Ход выполнения работы:
1. Схема измерительной установки для исследования АХ и АЧХ при фиксированном уровне входного сигнала:
Генератор |
Uвх |
|
Uвых |
звуковых |
|
Усилитель |
Осциллограф |
частот |
|
|
|
Вольтметр
переменного
тока
Схема измерительной установки при уровне входного сигнала, соответствующем линейному участку АХ:
Генератор Uг R Uвх |
Uвых1 (Uвых2) |
Осциллограф |
звуковых |
Усилитель |
|
частот |
|
|
Вольтметр |
Rн1 Rн2 |
Вольтметр |
переменного |
|
переменного |
тока |
|
тока |
2. Принципиальная схема исследуемого усилительного каскада на БТ с ОЭ и эмиттерной стабилизацией рабочей точки:
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
+ Uип |
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
R1 |
Iк0 |
R |
|
C |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
к |
2 |
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
R |
C1 Iб0 |
VT |
Uкэ0 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
Uбэ0 |
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Rн Uвых |
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
Uвх |
Iд |
|
2 |
э0 |
|
+ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
R |
I |
Rэ |
|
Сэ |
Uэ0 |
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис. 14 |
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
3. |
|
|
Исследование по постоянному току |
|
|
|
||||||||||||
Параметры элементов: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
UИП =10В, |
RК = 4кОм, |
|
RЭ =1кОм, |
RГ =1кОм, RНЧ = 4кОм, R1 = 50кОм , |
||||||||||||||
R2 |
=13кОм, C1 = C2 = 30мкФ, СЭ = 50мкФ. |
|
|
|
||||||||||||||
Измерим напряжение: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
UК = 4,78В, UЭ =1,49В, UБ =1,60В |
|
|
|
||||||||||||
Вычислим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
UКЭ =UК −UЭ = 4,78 −1,49 = 3,29В |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||
IЭ |
= |
UЭ |
=1,49мА |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
RЭ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
IК = |
UИП −UК |
= |
10 −4,78 |
= |
1,305мА |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
RК |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
IБ |
= IЭ − IК |
=1,49 −1,305 = 0,185мА |
|
|
|
|
|
|
||||||||||
4.Исследование по переменному току
а) АХ, |
fиспыт =1000Гц, RН = ∞, СЭ −подключен. |
||
Измерим и вычислить: |
|
||
UВХ.МАХ |
=14мВ |
UВЫХ.МАХ =1630мВ |
|
UВХ.СР =10мВ |
UВЫХ.СР =1490мВ |
||
|
КU = UВЫХ.СР =149 |
||
|
|
UВХ.СР |
|
б) АХ, |
fиспыт =1000Гц, RН = ∞, СЭ −отключен. |
||
Измерить и вычислим: |
|
||
UВХ.МАХ |
= 460мВ |
UВЫХ.МАХ =1640мВ |
|
UВХ.СР =100мВ |
UВЫХ.СР = 360мВ |
||
|
КU = |
UВЫХ.СР |
= 3,6 |
|
UВХ.СР |
||
|
|
|
|
|
в) АЧХ, RН |
= ∞, UВХ =10мВ, СЭ −подключен. |
|
|
|
|
|
||||||||||
|
Измерим и вычислим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
f, Гц |
10 |
100 |
|
500 |
1000 |
|
2000 |
5000 |
|
10000 |
50000 |
100000 |
500000 |
106 |
|
|
|
Uвых, |
275 |
1208 |
|
1400 |
1548 |
|
1564 |
1454 |
|
1448 |
1305 |
1101 |
316 |
1,8 |
|
|
|
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим |
К0 = UВЫХ.МАХ |
= 1564 |
=156 . |
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
UВХ |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Проведем измерения и вычислим верхнюю и нижнюю границы |
||||||||||||||||
частотного диапазона при |
K0 |
|
= 156 =109 : |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
2 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
fН = 55Гц fВ = 90кГц
fн |
|
fв |
f, Гц
Определим диапазон усиления: f = fВ − fН = 90000 −5 =89945Гц
г) АЧХ, RН |
= ∞, UВХ =100мВ, |
СЭ −отключен. |
|
|
|
|
|||||||
Измерим и вычислим: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
f, Гц |
10 |
100 |
|
500 |
1000 |
2000 |
|
5000 |
10000 |
50000 |
100000 |
500000 |
106 |
Uвых, |
356 |
358 |
|
360 |
363 |
365 |
|
345 |
337 |
333 |
330 |
198 |
0,3 |
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Определим К0 = UВЫХ.МАХ = 365 = 3,65.
UВХ 100
Проведем измерения и вычислим верхнюю и нижнюю границы частотного диапазона при K20 = 3,652 = 2,56 :
fН =<10Гц fВ = 300кГц
fв
fн |
|
|
|
f, Гц |
|
|
|
|
Определим диапазон усиления: f = fВ − fН = 300000− <10 ≈ 300кГц
Выводы:
Таким образом, после произведенных измерений, можно сделать вывод, что наибольший коэффициент усиления для одиночного усилительного каскада на БТ, подключенном по схеме с общим эмиттером и эмиттерной стабилизацией рабочей точки получается при подключенном Сэ, а наиболее широкий диапазон усиления – при отключенном Сэ.
Измерение входного и выходного сопротивлений усилителя проводятся на фиксированной частоте входного сигнала (f = 1 кГц) при уровне входного сигнала, соответствующем линейному участку АХ. .
Входное сопротивление Rвх измеряется косвенным методом. Добавочный резистор R на входе усилителя и входное сопротивление
усилительного каскада Rвх образуют делитель напряжения, для которого можно записать
Uг = R + Rвх ,
Uвх Rвх
где Uг – напряжение на выходе генератора низких частот (до резистора R); Uвх – напряжение непосредственно на входе усилителя. Необходимо
измерить напряжения Uг и Uвх, а входное сопротивление рассчитать по формуле
Rвх = |
UвхR |
. |
|
||
|
Uг −Uвх |
|
R=1000 Oм; |
Uг =0,08 В; Uвх = 0,027 В; |
|
Rвх = 510 Ом;
Выходное сопротивление Rвых также измеряется косвенным методом, согласно которому проводятся измерения выходных напряжений Uвых1 и
Uвых2 при двух известных сопротивлениях нагрузки Rн1 и Rн2 соответственно. Значение выходного сопротивления рассчитывается по формуле
R вых = |
Uвых = |
|
Uвых1 |
−Uвых2 |
. |
||
|
Uвых2 |
|
|||||
|
Iвых |
− |
Uвых1 |
|
|||
|
|
|
Rн2 |
R н1 |
|||
Rн1=1000Ом; |
Uвых 1 = 1,5 В; |
|
|
|
|||
Rн2=2700Ом; |
Uвых 2 = 2,3 В; |
|
|
|
|||
Rвых = 1,14 кОм;