Создание схемы усилителя в соответствии с номером варианта:

1. Создать папку с номером группы, например 6-AIU-3, в которой будет сохранён проект.

2. Студентам предлагается выполнять лабораторную работу по варианту в соответствии с номером по списку:

   • предельно допустимое напряжение коллектор-эмиттер Uкэ выбрать по формуле :

[В]

• предельно допустимую силу тока коллектор выбрать по формуле:

[mA]

• Напряжение питания выбрать из условия Uп < Uкэ max , округляя значения, например для 1-ого варианта можно задать напряжение питание равное 12 или 15 Вольт

• Резистор в цепи коллектора выбрать по формуле:

Поскольку величина резистора стандартизирована, то необходимо выбрать ближайшее большее значение по ряду E12:

1,0

1,2

1,5

1,8

2,2

2,7

3,3

3,9

4,7

5,6

6,8

8,2

3. Для создания схемы необходимо произвести следующие действия :

   • найти и выбрать необходимые элементы и приборы ;

   • разместить элементы на рабочем пространстве окна;

   • соединить элементы проводами;

   • установить значения параметров элементов;

   • подключить контрольно-измерительные приборы;

Собранная схема однокаскадного усилителя представлена на Рисунке 5.

Резистор в цепи коллектора R2 ограничивает максимальный ток коллектора и выбирается в соответствии с параметрами транзистора BC546BP. Резистор R1 и подстроечный резистор RV1 необходимы для установки начального положения рабочей точки усилительного каскада. Резисторы R3 и R4 выполняют функцию отрицательной обратной связи. Резистор R5 выполняет функцию нагрузки усилительного каскада. Конденсаторы С1 иС3 являются разделительными и предназначены для пропускания только переменной составляющей сигнала. Конденсатор С2 предназначен для шунтирования резисторов R3 и R4. Благодаря этому конденсатору большая часть переменной составляющей сигнала проходит через конденсатор, что позволяет повысить коэффициент усиления, не ухудшая качественные параметры усилительного каскада.

Рисунок 5

Настройка начального положения рабочей точки усилителя :

Обычно настройка усилителя производиться без подачи на вход переменного сигнала. Поэтому выключатель на входе схемы должен быть разомкнут. Биполярный транзистор усиливает электрические сигналы только в том случае, когда его эмиттерный переход включен в прямом (проводящем) направлении, а коллекторный в обратном (непроводящем). В этом случае напряжение между базой и эмиттером должно составлять 0,6 - 0,74 В, а напряжение на коллекторе может быть найдено в первом приближении по формуле :

Поэтому необходимо изменять положение подстроечного резистора RV1 так чтобы на коллекторе было напряжение примерно 7В. После этого необходимо проверить величину напряжения между базой и эмиттером.

Исследование амплитудной характеристики усилителя :

Амплитудная характеристика усилителя представляет зависимость амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного напряжения при постоянной частоте (обычно 1000Гц):

Для изменения напряжения и частоты генератора необходимо навести курсор на значок и правой клавишей мыши открыть контекстное меню, в котором выбрать пункт «Edit Properties» (Ctrl+E). При этом появляется окно, показанное на рисунке 6

Рисунок 6

В позиции «Amplitude» установить величину напряжения входного сигнала. Если записать одни цифры, то единицы измерения – вольты. Для того что бы установить величину в милливольтах после значения ставят букву – m, а для установки величины в микровольтах ставят букву – u. Так, например, на рисунке 6 установлено амплитудное значение входного напряжения 5 микровольт.

Для установки необходимой частоты необходимо задать соответствующее значение в позиции «Frequency(Hz)». Так, например, на рисунке 6 установлена частота 1000 герц. Если необходимо задать частоту в килогерцах то после числового значения ставится буква – k (на английской раскладке).

При вычислении коэффициента усиления по напряжению используют формулу:

Но поскольку входное напряжение задаётся по амплитуде, а напряжение на выходе измеряется с помощью вольтметра, который выдаёт действующее (среднеквадратическое) значение, то в формуле для расчёта коэффициента усиления необходимо учитывать добавочный коэффициент – 1,41, в этом случае формула будет иметь вид:

Начальное значение входного напряжения всегда U_вх =0 вольт. В этом случае напряжение на выходе U_вых определяет собственные шумы усилителя U_вых = U_щума. Это значение выходного напряжения получают при разомкнутом входе, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7

Записать значения Uшума.

При исследовании установить следующие значения входного напряжения: 5мкВ, 10мкВ, 20мкВ, 50мкВ, 100мкВ, 200мкВ и т.д., и рассчитать Ku для каждой строчки по формуле 2. Опыт необходимо прекратить в том случае когда величина Ku станет в два раза меньше тех значений, которые имели место в середине характеристики.