Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?


Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Исследование усилителя низкой частоты





Целью работы является исследование характеристик усилителя низкой частоты на биполярном транзисторе.

Основные положения. Усилителем называется устройство, пред-назначенное для увеличения интенсивности сигналов без искажения их формы. По роду усиливаемых сигналов различают усилители гармонических сигналов, усилители импульсных сигналов и усилители постоянного тока. В свою очередь, усилители гармонических сигналов делятся на усилители низкой частоты (УНЧ) и усилители высокой частоты (УВЧ). УНЧ пред-назначены для усиления сигналов с частотами от нескольких десятков герц до сотен килогерц. УВЧ служат для усиления колебаний высоких частот – порядка сотен килогерц и выше. Полоса усиливаемых частот в УВЧ обычно мала, поэтому в качестве нагрузки таких усилителей используют резонансные системы; отсюда их название – резонансные усилители.

В данной лабораторной работе исследуется УНЧ на биполярном транзисторе, включенном по схеме с общим эмиттером. Схема усилителя приведена на рис. 2.1.

К базе транзистора приложено постоянное положительное напряжение, определяемое значением напряжения источника питания Е и соотношением сопротивлений R б1 и R б2 (R б1 и R б2 называют базовым делителем), поэтому fб всегда превышает fэ и переход эмиттер – база открыт.

Если теперь учесть, что на базу транзистора кроме постоянного положительного напряжения U вx= = E (R б2 / (R б1 + R б2)) поступает также переменный сигнал U вx (для простоты примем, что U вx – гармонический сигнал), то в моменты, когда U вx имеет положительную полярность, pn -переход открывается еще больше и ток через него возрастает, а в моменты, когда U вx имеет отрицательную полярность (но сохраняется U вx= + U вx >0), переход частично закрывается и ток уменьшается. Ток через pn -переход эмиттер – база называют током эмиттера (I э). Внутри транзистора он разделяется на небольшой ток базы I б << I э и ток коллектора I кI э. В свою очередь, ток коллектора (I к) течет через коллекторное сопротивление (R к) и создает на нем напряжение D UR = I к R к. Отсюда очевидно, что потенциал коллектора fк = Е – D UR = ЕI к R к зависит от того, насколько открыт переход эмиттер – база, т. е. от U вx.

Для аналитического описания зависимости I к от U бэ часто используют параметр S = D I к/D U бэ, который называется крутизной. Единица измерения крутизны – ампер на вольт [А/В]. Термин «крутизна» связан с очень редко встречающимися в справочниках «сквозными» вольт-амперными характеристиками транзисторов. Итак,

U выx = fк – fэ = ЕI к R к = ЕS U бэ R к = ЕS R к(U вx= + U вx) =

= ЕS R к U вx= S R к U вx≈.

Два первых слагаемых представляют собой постоянное напряжение U вых=, а переменный выходной сигнал равен U выx = – S R к U вx.

Таким образом, в схеме с общим эмиттером при подаче переменного сигнала на базу транзистора обеспечивается формирование на коллекторе такого же переменного сигнала, отличающегося от входного амплитудой и знаком. При прохождении сигнала через схему имеет место сдвиг фазы, равный 180°). Коэффициент передачи схемы по напряжению

KU = | U выx/ U вx| = S R к.

Емкости C p1 и С p2 представляют собой элементарные фильтры высоких частот, обеспечивающие развязку последовательно соединенных схем по постоянному сигналу. Назначение резистора R э – обеспечивать термостабилизацию параметров схемы. К сожалению, наличие R э негативно влияет на коэффициент усиления схемы, поэтому на рабочих частотах сигнала его шунтируют, применив для этой цели блокировочный конденсатор С э.

На характеристики УНЧ оказывает влияние также паразитная емкость С пар: ее обычно учитывают как подключенную между коллектором транзистора и землей.

Амплитудная характеристика схемы с общим эмиттером приведена на рис. 3.1, амлитудно-частотная – на рис. 3.2.

Описание лабораторной установки. В состав лабораторной установки входят лабораторный макет, генератор гармонических сигналов, два вольтметра переменного напряжения и осциллограф. Лицевая панель макета приведена на рис. 3.3.

 

Рис. 3.3

 

С помощью перемычек на макете можно устанавливать различные значения коллекторного сопротивления (R 3, R 4), одной из разделительных (С 5, С 6) и блокировочной (С 2, С 3) емкостей; возможно и отключение блокировочной емкости. Емкости С 7 и С 8 имитируют паразитную емкость. Кроме того в схеме можно с помощью резистора R 5 и конденсатора С 4 создать частотно-зависимую обратную связь. Потенциометр R 6 позволяет изменять значение встроенного в макет сопротивления нагрузки.

Порядок выполнения работы:

1. Подать напряжения питания +15 и –15 В на макет.

2. Исследовать амплитудную характеристику усилителя:.

а) собрать схему, установив на макете R к = R 3, С р2 = С 5, С э = С 2; С 7 и С 8, а также обратную связь R 5– С 4 отключить. Потенциометр R 6 установить в среднее положение;

б) измерить амплитудную характеристику схемы, изменяя значения U вx от 5 мВ до достижения заметных нелинейных искажений выходного сигнала. Частоту (f) входного сигнала выбрать в пределах 1…10 кГц. Определить U лин max – максимальное значение входного сигнала, при котором график амплитудной характеристики не отклоняется от линейной зависимости;

в) повторить измерение при R к = R 4.

3. Исследовать амплитудно-частотную характеристику усилителя:

а) собрать схему, установив на макете R к = R 3, С р2 = С 5, С э = С 2; С 7 и С 8, а также обратную связь R 5– С 4 отключить. Потенциометр R 6 установить в среднее положение;

б) измерить амплитудно-частотную характеристику схемы в диапазоне частот 20 Гц…200 кГц. Определить нижнюю и верхнюю граничные частоты (f гр) схемы, исходя из условия K (f гр) ≈ 0,7 [max K (f)];

в) Повторить измерение при R к = R 4.

4. Исследование влияния емкости разделительного конденсатора на частотные свойства усилителя:

а) собрать схему, установив на макете R к = R 3, С р2 = С 6, С э = С 2; С 7 и С 8, а также обратную связь R 5– С 4 отключить. Потенциометр R 6 установить в среднее положение;

б) измерить амплитудно-частотную характеристику схемы в диапазоне частот 20 Гц…200 кГц. Определить нижнюю граничную частоту (f гр) схемы, исходя из условия K (f гр) ≈ 0,7 [max K (f)].

5. Исследование влияния емкости блокировочного конденсатора на частотные свойства усилителя:

а) собрать схему, установив на макете R к = R 3, С р2 = С 5, С э = С 3; С 7 и С 8, а также обратную связь R 5– С 4 отключить;

б) измерить амплитудно-частотную характеристику схемы в диапазоне частот 20 Гц…200 кГц. Определить нижнюю и верхнюю граничные частоты (f гр) схемы, исходя из условия K (f гр) ≈ 0,7 [max K (f)];

в) повторить измерение при отключении как С 2, так и С 3.

6. Исследование влияния паразитной емкости на амплитудно-частотную характеристику усилителя:

 

а) собрать схему, установив на макете R к = R 3, С р2 = С 5, С э = С 3; С пар = = С 7, R 5– С 4 отключить. Потенциометр R 6 установить в среднее положение;

б) измерить амплитудно-частотную характеристику схемы в диапазоне частот 20 кГц…200 кГц. Определить верхнюю граничную частоту f гр схемы, исходя из условия K (f гр) ≈ 0,7 [max K (f)];

в) повторить измерение при С пар = С 8.

7. Исследование влияния обратной связи на свойства усилителя:

а) собрать схему, установив на макете R к = R 3, С р2 = С 5, С э = С 2; С 7 и С 8 отключить. Подключить обратную связь R 5– С 4. Потенциометр R 6 установить в среднее положение;

б) измерить амплитудно-частотную характеристику схемы в диапазоне частот 20 Гц…200 кГц. Определить нижнюю и верхнюю граничные частоты (f гр) схемы, исходя из условия K (f гр) ≈ 0,7 [max K (f)].

8. Исследование влияния нагрузки на частотные свойства усилителя:

а) собрать схему, установив на макете R к = R 3, С р2 = С 5, С э = С 2; С 7 и С 8, а также обратную связь R 5– С 4 отключить. Потенциометр R 6 установить в крайнее левое положение;

б) измерить амплитудную характеристику схемы, изменяя значения U вx от 5 мВ до достижения заметных нелинейных искажений выходного сигнала. Частоту входного сигнала выбрать в пределах 1…10 кГц. Определить U лин max – максимальное значение входного сигнала, при котором график АХ не отклоняется от линейного;

в) повторить измерение при крайнем правом положении R 6;

г) измерить АЧХ схемы в диапазоне частот 20 Гц…200 кГц.

Содержание отчета:

1. Схемы соединения приборов при измерениях амплитудных и амплитудно-частотных характеристик.

2. Схема макета.

3. Результаты измерений и расчетов по п. п. 2–8 (графики АХ, АЧХ, значения U лин max и f гр). График АЧХ, измеренной для схемы п. 3,а следует сопоставлять отдельно с графиками АЧХ, снятыми во всех остальных случаях (п. п. 3,в; 4,б; 5,б; 6,б; 7,б; 8,г).

4. Выводы.

Date: 2015-05-08; view: 1805; Нарушение авторских прав; Помощь в написании работы --> СЮДА...



mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию