Проверка работоспособности усилителя

- включить генератор сигналов и осциллограф;

- установить на генераторе сигналов напряжение U = 0,05 В с частотой
f = 2000 Гц;

- соединить генератор с входом усилителя (гнёзда 3 и 8 монтажной платы № 1);

- подключить осциллограф к входным клеммам усилителя (гнёзда 9 и 4);

- подать напряжение на стенд, включив тумблер В1 (~36 В) на центральной плате учебного стенда;

- включить усилитель на монтажной плате № 1 тумблером В1-1, при этом должна загореться сигнальная лампа Л;

- вращением ручки «Усиление Y» осциллографа добиться изображение синусоидального сигнала с амплитудой в 0,5 деления (клеточки) экрана осциллографа и зарисовать осциллограмму в протокол испытания (рис.В.2).

- подключить осциллограф к выходу усилителя (гнёзда 9 и 6), убедиться, что амплитуда выходного сигнала значительно больше амплитуды входного сигнала. Зарисовать осциллограмму данного сигнала в протокол испытаний (рис.В.3).

После завершения эксперимента осциллограф отключить.

2. Снятие амплитудной характеристики усилителя – зависимости U_ВЫХ (U_ВХ) при f = 2000 Гц. Входное напряжение U_ВХ устанавливается по вольтметру генератора. Выходное напряжение U_ВЫХ измеряется вольтметром на выходе усилителя. Последовательность выполнения эксперимента:

- установить на генераторе сигналов частоту f = 2000 Гц;

- установить переключатель пределов измерений на генераторе сигналов на величину 500 мВ;

- настроить вольтметр на измерение переменного напряжения;

- подсоединить вольтметр к выходу усилителя (гнёзда 9 и 6);

- изменяя напряжение на входе усилителя (U_ВХ), вращением ручки «Регулировка вых.» генератора, снять 5-6 значений показаний вольтметра генератора от 10 до 300 мВ и соответствующие им показания вольтметра, подключённого к выходу усилителя (U_ВЫХ). Результаты показаний вольтметров занести в таблицу 1 (прил.В).

3. Снятие частотных характеристик усилителя – зависимостей K (f) при U_ВХ = const для работы усилителя без ООС и с ООС. Обратная связь усилителя включается тумблером В1-2. Последовательность выполнения эксперимента:

- установить на входе усилителя напряжение U_ВХ = 500 мВ с помощью ручки «Регулировка вых.» генератора и поддерживать его постоянным в процессе эксперимента;

- подсоединить вольтметр к выходу усилителя (гнёзда 9 и 6);

- изменяя частоту сигнала генератора от 20 Гц до 200×10³ Гц с интервалами, указанными в табл.2, фиксировать вольтметром величину напряжения на выходе усилителя без обратной связи (тумблер В1-2 в положении «Выкл») и с обратной связью (тумблер В1-2 в положении «Вкл»). Результаты измерений записывать в табл. 2.

4. Значение экспериментальных данных согласовать с преподавателем, отключить стенд, выключить приборы и разобрать электрическую цепь.

ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ЭКСПЕРЕМЕНТА

1. По данным табл.В.1 построить амплитудную характеристику усилителя (рис. В.4). По ней определить диапазон напряжений входного сигнала ∆ , для которого отсутствуют искажения формы усиливаемого сигнала. На графике это отрезок от нуля до точки перегиба амплитудной характеристики .

Вычислить коэффициент усиления усилителя при работе в данном диапазоне ∆ , для этого на линейном участке амплитудной характеристике (от 0 до ) выбрать точку А (в середине участка) и для этого участка определить коэффициент усиления по формуле

.

2. Вычислить по данным табл.В.2 значения коэффициента усиления для различных частот. Результаты занести в табл.В.3 и построить по ним на рис.В.5 частотные характеристики усилителя без ООС и с ООС.

3. Определить по выражению (2) полосы пропускания усилителя без ООС ∆ f и с ООС ∆ f_ООС, для этого на частотной характеристике усилителя (рис. 6) выбрать точку 1, соответствующую максимальному значению коэффициента усиления K _max. Разделив эту величину (K _max) на , отложить полученные значения на частотной характеристике усилителя, получив при этом точки 2 и 3. Опустив перпендикуляр на ось f, определить нижнюю и верхнюю границы полосы пропускания. Сравнив полосы пропускания сделать вывод о целесообразности использования ООС в усилителях.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Объяснить назначение элементов усилителя (рис. 1).

2. Используя переходную характеристику транзистора, объяснить усилительные свойства транзистора.

3. Какие меры применяются для обеспечения работы транзистора в режиме усиления?

4. Пояснить назначение резистора R_К в схеме усилителя.

5. Объяснить принцип действия простейшего полупроводникового усилителя (рис.1).

6. Назвать основные параметры и характеристики усилителя, условия их определения.

7. Как можно увеличить коэффициент усиления усилителя?

8. Как объяснить характер амплитудной характеристики усилителя?

9. Объяснить характер частотной характеристики усилителя.

10. Что такое полоса пропускания усилителя?

11. Что такое обратная связь, какие виды ОС существуют?

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Касаткин А.С., Немцов М.В., Электротехника – М.: Энергоатомиздат, 1983. – С. 222-228.

2. Основы промышленной электроники /Под ред. В.Г. Герасимова – М.: Высшая школа, 1986. – С. 91-98, 118-120.

Приложение В

ОТЧЁТ

по лабораторной работе № 11

«Исследование полупроводникового усилителя переменного напряжения»

Цель работы: ________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

____________________________________________________________________________

1. Протокол испытаний