Контрольные вопросы:

1. Чем определяется угол наклоне линии нагрузки?

2. Какие элементы служат для установления тока покоя базы.

3. Каково назначение конденсаторов?

4. Каково назначение амплитудной характеристики?

5. В какой области частот коэффициент усиления не зависит от частоты усиливаемого сигнала?

6. Чем обусловлен завал АЧХ в области высоких частот?

7. Как оцениваются частотные искажения усилителя?

8. Как определяется полоса пропускания усилителя?

Лабораторная работа №5

“ Моделирование однокаскадного усилителя на биполярном транзисторе в среде «Proteus ISIS»".

Цель работы: Исследование усилителя на биполярном транзисторе с помощью программы моделирования «Proteus ISIS» .

Продолжительность работы – 4 часа.

Описание автоматизированного рабочего места студента

Автоматизированное рабочее место студента базируется на стандартных IBM PC — совместимых компьютерах. Пример конфигурации компьютера приводится ниже.

№	Оборудование
1	Системный блок с двухъядерным процессором Intel Celeron E1200 (2x1.6 Ггц), ОЗУ 1024 Мб, жёсткий диск 250 Гб, DVD±RW привод, встроенные видео, аудио и сетевые карты.
2	Монитор 16" TFT ASUS AS VW161D Black
3	Клавиатура Genius KB-06XE Black
4	Мышь Genius NetScroll 100 Silver
5	Для работы программы «Proteus ISIS» требуется операционная система Windows 95/98/Me/NT/2000/XP

Основные части программы показаны на Рисунке 1.

Ввод схемы осуществляется путём запроса из базы данных нужных элементов и приборов. Элементы соединяются проводами. В программе моделирования создаётся внутреннее описание схемы с использованием уравнений элементов (например, закона Ома для линейных элементов или модели Эберса-Молла для биполярного транзистора) и соединений (Законы Кирхгофа). Численное решение уравнений цепи выполняется для разных видов сигналов.

Рисунок 1

В схему можно включить контрольно измерительные приборы (вольтметр, амперметр). Для визуального наблюдения за формой сигнала используется виртуальный осциллограф. Для исследования схемы предусмотрены генераторы сигналов различной формы (в том числе и синусоидальные)

Для ознакомления с работой программы рекомендуется воспользоваться видеоматериалом, расположенным на сайте www.proteus123.narod.ru .

При запуске программы появляется окно представленное на Рисунке 2

Для набора схемы необходимо сначала кликнуть мышкой по пиктограмме «Component Mode», а затем по пиктограмме «Pick from Libraries». При этом появляется выпадающие окно библиотеки компонентов, из которого необходимо выбрать требуемый компонент. При этом надо иметь в виду, что в библиотеке имеются только компоненты зарубежного производства. Их условные графические обозначения могут несколько отличаться от принятых в России.

Для ввода УГО резистора необходимо выбрать категорию «Resistors». При этом появляется набор подкатегорий, в котором выбираем, например, подкатегорию «0,6W Metal Film». В появившемся списке выбираем нужный резистор, например, «MINRES2K4 RESISTORS 2K4 0,6W Resistors (Maplin Stock Code = M2K4)», при этом появляется его УГО. Щелкнув мышкой по пиктограмме «Ок», курсор приобретает форму карандаша. При первом щелчке мышкой появляется фантом УГО, который можно переместить с помощью мышки в нужную точку на схеме. При повторном щелчке резистор устанавливается в нужную позицию.

Рисунок 2

Для того, что бы изменить величину резистора на 2,7 кОм необходимо щелкнуть мышкой по пиктограмме и навести курсор на резистор 2,4 кОм, а затем правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, показанное на рисунке 3. В контекстном меню выбрать пункт «Edit Properties» и в появившемся окне, показанном на рисунке 4, изменить «Resistance» c 2k4 на 2k7.

Для разворота резистора необходимо в контекстном меню, показанном на рисунке 3 выбрать пункт «Rotate Clockwise» или «Rotate Anti-Clockwise».

Для настройки схемы удобно использовать так называемые «активные компоненты», параметры которых можно изменять в процессе моделирования схемы. Для установки активного подстроечного резистора необходимо сначала кликнуть мышкой по пиктограмме «Component Mode», а затем по пиктограмме «Pick from Libraries». Далее необходимо выбрать категорию «Resistors» и в окне «Keywords» набрать слово «active». В появившемся окне выбираем позицию «POT-HG ACTIVE High Granularity Interactive Potentiometer(Lin ,Log Antilog Law)» и щелкаем по кнопке «Ок», устанавливая его в нужное место.

Рисунок 3

Для ввода УГО электролитического оксидного конденсатора необходимо выбрать категорию «Capacitors». При этом появляется набор подкатегорий в котором выбираем, например, подкатегорию «Electrolytic Aluminum». В появившемся списке выбираем нужный конденсатор, например, «A700(X477M002ATE015 Capipc 7351 Digikey 399-3040-2-NP CAPAO TYPE 470uF 2V 20% SMD)».

Для того чтобы иметь возможность переключать режимы работы схемы в наборе компонентов имеются активные выключатели. Для их установки в схему выбираем категорию «Switches&Relays» и в окне «Keywords» вводим слово «active». В появившемся списке выбираем позицию «SW-SPST ACTIVE Interactive SPST Switch (Latched Action)».

Рисунок 4

Для питания электронной схемы можно использовать либо гальванические элементы, либо «идеальные источники постоянного тока». Для ввода батареи гальванических элементов необходимо сначала кликнуть мышкой по пиктограмме «Component Mode», а затем по пиктограмме «Pick from Libraries» и в окне «Keywords» набрать слово «Battery» и в появившемся списке выбрать позицию «Battery DEVICE Battery (multi-cell)». По умолчанию появляется батарея с напряжением 9В. Для изменения напряжения необходимо навести курсор на батарею и правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, в котором выбрать пункт «Edit Properties» и в появившемся окне изменить вольтаж на нужный.

Для исследования усилителя необходим источник переменного сигнала. Обычно используют сигнал синусоидальной формы. Для этого необходимо кликнуть мышкой по пиктограмме «Generator Mode» и в появившемся списке выбрать позицию «SINE». Курсор приобретает форму карандаша и можно установить источник синусоидального сигнала в нужное место схемы.

Для установки транзистора необходимо сначала кликнуть мышкой по пиктограмме «Component Mode», а затем по пиктограмме «Pick from Libraries» и в окне «Keywords» набрать марку транзистора, например, «BC546BP».

Для измерений напряжений необходимо установить вольтметры, кликнув по пиктограмме «Virtual Instrument Mode», затем выбрать «DC VOLTMETR» для измерения постоянного напряжения и «AC VOLTMETR» для измерения переменного напряжения. Для измерения переменного тока необходимо выбрать «AC AMMETR». Для изменения предела измерения вольтметра с вольт на милливольты или микровольты необходимо навести курсор на вольтметр и правой кнопкой мыши вызвать контекстное меню, в котором выбрать пункт «Edit Properties».В появившемся окне в позиции «Display Range» выбрать необходимый диапазон измерения. Аналогично изменяется диапазон измерения у амперметра.

Наиболее наглядно электрические сигналы можно наблюдать с помощью осциллографа. Для его установки необходимо выбрать «ODCILLOSCOPE». Осциллограф имеет четыре канала: A, B, C, D. Сигнал поступающий на канал А отображается желтым цветом, на канал B – синим, на канал С - красным, на канал D – зеленым. Сигналы измеряются осциллографом всегда относительно общей точки схемы, поэтому в схему необходимо добавить УГО «земля» - . Для этого необходимо кликнуть мышкой по пиктограмме «TERMINALS MODE» и выбрать компонент «GROUND».

Теперь все компоненты установлены, и необходимо соединить их в соответствии со схемой. Для этого необходимо кликнуть по пиктограмме «2D Graphics Line Mode», при этом курсор приобретает вид карандаша, которым можно будет соединить элементы схемы.