Из выражения (1.5) коэффициент усиления по напряжению

K_U = U_ВЫХ/U_ВХ = h_21эR₄/R_ВХ.

Этот параметр усилителя зависит от частоты и амплитуды усиливаемого сигнала. Это объясняется тем, что с понижением частоты падение напряжения на конденсаторах C₁ и C₂, под действием входного и выходного токов каскада, увеличивается и представляет собой потери напряжения сигнала, а конденсатор C₃ (C₄) все меньше шунтирует резистор R₅, что увеличивает полное сопротивление эмиттерной цепи транзистора и глубину отрицательной обратной связи по переменному току, а следовательно, уменьшает коэффициент K_U.

При повышении частоты сигнала необходимо учитывать влияние входной и выходной (паразитных) ёмкостей транзистора, шунтирующих входное и выходное сопротивления каскада, что проявляется уменьшением полезного тока, поступающего на его вход и в нагрузку.

1.2. Основные характеристики усилителя

Для оценки влияния частоты сигнала на коэффициент усиления K_U, снимают амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя (рис. 1.3,а). Полосой пропускания (рабочим интервалом частот) усилителя называют интервал

f_РАБ = f_в – f_н,

в пределах которого коэффициент усиления снижается не более чем на 3 дБ (до уровня 0,707) по отношению к его значению на средних частотах K₀ (для УЗЧ средняя частота f_СР = 4001000 Гц).

Для экспериментального снятия АЧХ необходимо установить на входе усилителя синусоидальное напряжение U_ВХ = const такое, чтобы на всех частотах усилитель работал в линейном режиме (т. е. без искажений), и изменяя частоту входного напряжения, контролировать величину напряжения U_ВЫХ. Шаг изменения частоты f выбирать произвольно и так, чтобы на каждом характерном участке АЧХ можно было снять 56 точек.

Важна также амплитудная характеристика (АХ) УЗЧ, выражающая зависимость выходного сигнала U_ВЫХ от входного U_ВХ (рис. 1.3,б). На линейном участке 0-1 АХ коэффициент усиления K_U сохраняет постоянное значение до напряжения U_ВХmax. Начиная с точки 1, рост выходного сигнала отстает от роста входного. Это объясняется тем, что рабочая точка транзистора под действием входного сигнала выходит за пределы рабочего участка БВ линии нагрузки (см. рис. 1.2,а). При этом резко возрастают нелинейные искажения и усилитель входит в режим насыщения.

Для экспериментального снятия АХ необходимо установить частоту входного синусоидального сигнала f_СР = 5001000 Гц = const и, дискретно изменяя U_ВХ от 0 до максимального значения, измерять величину U_ВЫХ. Шаг изменения напряжения U_ВХ можно выбирать произвольно, но так, чтобы на каждом участке характеристики имелось достаточное число точек измерений.

2. Описание лабораторного стенда

Принципиальная схема усилителя (см. рис. 1.1) приведена на мнемосхеме стенда и находится в его правом верхнем углу. Помимо исследуемой, здесь расположены еще три схемы, которые используются в других лабораторных работах. Особенности работы УЗЧ рассмотрены в теоретической части данного методического указания. Номиналы элементов усилителя указаны на мнемосхеме.

Приборы, используемые в работе:

- генератор сигналов низкой частоты ГЗ-111;

- цифровой вольтметр В7-27А или В7-16А;

- осциллограф С1-73 или аналогичный.

Подключение стенда к источнику питания -12 В осуществляется с по­мощью специального разъёма.