2.2. Содержание работы
При выполнении работы необходимо:
1. Снять частотные характеристики исследуемого усилителя; построить по результатам эксперимента ЛАЧХ нескорректированного усилителя.
2. Рассчитать на основании экспериментальных данных (см. п. 1) параметры корректирующих цепей, обеспечивающих устойчивость усилителя с общей ООС. Расчет ведется по формулам (2,4) —(2.6).
3. Экспериментально исследовать различные способы обеспечения устойчивости усилителей, построить осциллограммы переходных характеристик.
2.3. Порядок выполнения работы
Схема лабораторного макета представлена на рис. 2.5, где в подсхему А1 введена цепь регулировки R7 выходного напряжения покоя усилителя U вых0; ГПИ - генератор прямоугольных импульсов.
Рис. 2.5
1. Снять частотные характеристики подсхем А1 и А2 LU1 (f), LU2 (f) и всего нескорректированного усилителя LU3 (f) (см. рис. 2.1,б), схема которого приведена на рис. 2.1,а (LUi[f) = 20 lg | KUi (jf) |, i = 1, 2, 3). Перед началом измерений потенциометром R7 установить напряжение покоя усилителя Uвых0 близкое к нулю. Генератор синусоидальных сигналов подключить к входу 1 усилителя через разделительный конденсатор С6. Измерения проводить на частотах 0,03; 0,1; 0,3; 1; 3; 10; 30; 100; 200 кГц. На каждый из указанных частот измерить напряжения U1, U2, Uвых. Контролировать осциллографом форму кривой выходного напряжения. На выходе усилителя поддерживать максимальный сигнал, при котором отсутствуют нелинейные искажения.
2. По результатам измерений построить экспериментальные ЛАЧХ LU1[f), LU2[f), LUi[f); провести их аппроксимацию и определить частоты: f1 = 1/2πτ1, f2 ≈ f3 = 1/2πτ2
3. На основании соотношений (2.4) - (2.6) и результатов эксперимента рассчитать параметры корректирующих цепей С2, R4, C3, R5 для заданной частоты среза ЛАЧХ скорректированного усилителя (fср2 = 10 кГц, Rвых1 = Rвх2 = 10 кОм). Построить ЛАЧХ LТ[f), соответствующие четырем рассматриваемым способам обеспечения устойчивости усилителя (см. рис. 1.2,б; 2.3, б; 2.4,б). При построении характеристик 1 и 2 ЛАЧХ (см. рис. 2.2,б) необходимо задаться следующими параметрами: 1). R2 = R3 = 2 кОм; 2). R2 = 2 кОм, R3=60 кОм.
4. Определение параметров С2, R4, C3, R5, R3 может быть проведено с помощью микрокалькулятора исходя из заданного запаса устойчивости по фазе Δφ усилителя с общей ООС. В этом случае вместо п.3 выполняется п.4.
5. Собрать схему усилителя, приведенного на рис. 2.2,а (R2 = R3 = 2 кОм). С помощью осциллографа убедиться в его неустойчивости (на выходе неустойчивого усилителя наблюдаются незатухающие колебания). Уменьшить глубину обратной связи усилителя (R2 = 2 кОм, R3=60 кОм.), проверить его устойчивость. подать на вход 2 усилителя сигнал с выхода 1 ГПИ. Снять осциллограммы переходного процесса на выходе усилителя.
6. Собрать схему усилителя с цепью частотно-зависимого делителя (см. рис. 2.3,а), проверить его устойчивость. Снять осциллограммы переходного процесса, подавая на вход 2 усилителя сигнал с выхода 2 ГПИ. Аналогичные эксперименты провести для усилителя с цепью частотно-зависимой ООС (см. рис. 2.3,в) и усилителя с высокочастотным параллельным каналом усиления (см. рис. 2.4,а). При выполнении п.п. 5, 6 использовать режим внешней синхронизации осциллографа; синхронизирующие импульсы подавать с выхода 2 ГПИ.
7. Из рассмотрения осциллограмм переходных процессов, снятых при выполнении п.п. 5,6, сделать вывод о том, какой из четырех усилителей с общей ООС имеет наименьший запас устойчивости.