Порядок выполнения лабораторной работы
Приборы и элементы: биполярный транзистор; источник постоянной ЭДС; функциональный генератор; осциллограф; Боде-плоттер; резисторы и конденсаторы.
1. Определение коэффициента усиления усилителя и построение амплитудной характеристики усилительного каскада.
а) С использованием пакета EWB смоделируйте схему усилительного каскада на биполярном транзисторе (рис. 2.3).
Назначение элементов схемы следующее:
R1 – резистора нагрузки;
R3, R4, R5 – делитель, устанавливающий базовое смещение (рабочую точку) транзистора;
R7 – отрицательная обратная связь по постоянному току (для стабилизации режима работы каскада);
С1, С3 – развязывающие конденсаторы (разделяют каскады усиления по постоянному току);
С5 – шунтирует отрицательную обратную связь по постоянному току (R5, R7) по переменному току, для исключения потерь усиления входного сигнала;
R6 – имитирует входное сопротивление последующего каскада;
С4 – конденсатор, имитирующий емкостную нагрузку каскада;
С2, R2 – фильтр питания.
Рис. 2.3
Установите первоначальные параметры элементов схемы:
R1 = 5,1 кОм; С1 = 10нФ;
R2 = 1,8 кОм; С2 = 30 мкФ;
R3 = 68 кОм; С3 = 0,25 мкФ;
R4 = 33 кОм; С4 = 1,5 нФ;
R5 = 12 кОм; С5 = 30 мкФ;
R6 = 39 кОм;
R7 = 1 кОм; Ек = 15 В.
Марка транзистора указывается преподавателем.
б) Подключить функциональный генератор ко входу схемы. С помощью панели генератора установить синусоидальную форму сигнала. Общий вывод генератора Common необходимо заземлить, а положительный вывод (+), обеспечивающий форму сигнала в положительном направлении от нейтрального общего вывода подключить ко входу схемы как указано на рис. 3.1. Установить первоначальные параметры генератора:
частота (frequency) – 10 кГц;
длительность (duty circle) – 50%;
амплитуда (amplitude) – 0,1 В;
смещение (offset) – 0.
К выходу схемы подключить осциллограф. Клемма Ground обязательно заземляется. Выходной сигнал подается на один из входов осциллографа (канал А (channel A) или канал В (channel B)). Необходимо также установить начальные параметры осциллографа:
частота развертки (time base) – 0,05 ms/div;
амплитуда – 1 V/div;
«открытый» вход (кнопка АС).
Изменяя входное напряжение каскада от 0,1 до 1В, заполнить таблицу 1. Затем изменить значение резистора R1 = 15 кОм, и аналогично изменяя входное напряжение от 0,1 до 1В заполнить ту же таблицу. По полученным значениям построить графики зависимостей Uвых от Uвх (амплитудную характеристику, см. рис. 1). Определить коэффициент усиления каскада по напряжению (см. формулу 1).
Таблица 1
Uвх, В |
0,1 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
Uвых, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ku |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ku |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|