Порядок выполнения работы.

1. Макет лабораторной работы приведен на рисунке 11.1. Макет лабораторной работы включает в себя: биполярный транзистор VT1, термостабилизирующую цеочку Rэ, Сн, делитель напряжения для установки точки покоя R1,R2, разделительные конденсаторы С1 и С2, резисторы Rк и нагрузка Rн.

 

 
 

Рисунок 11.1 – Макет лабораторной работы усилительного каскада на биполярном транзисторе

 

Данные каскада: VT: KT315Г

Ek=15 B; Rг =1 кОм; R1=30 кОм; R2=3 кОм; Rk=1,5 кОм; Rэ=160 Ом; Rн=3кОм; Cн=4,7 нФ; С1=6,8 мкФ; С2=3,3 мкФ.

Для исследования усилительного каскада используется звуковой генератор 3Г, осциллограф и цифровой вольтметр.

2.2 Исследование усилительного каскада.

2.2.1 Снять и построить передаточные характеристики усилителя.

при отсутствии обратной связи (кнопка S1 нажата) для двух случаев:

- нагрузка отключена (кнопка S2 отжата) Rн= ;

- нагрузка подключена (кнопка S2 нажата) Rн=3.0 кОм.

Для снятия этих характеристик необходимо переключателем ''кГц '' установить частоту f=1кГц. Входное напряжение Uвх устанавливать от минимального до максимального значения с помощью ручки Ег. Значения напряжений Uвх и Uвых снимать в контрольных точках макета Х2 и Х4 при помощи цифрового вольтметра. По этим значениям построить график характеристики и для линейного его участка определить коэффициент усиления: К= ∆Uвых / ∆Uвх.

2.2.2 Подключить к контрольным точкам Х2 и Х4 гнезда Y1(1) и Y3(11) осциллографа. Кнопки S1 и S2 нажаты. Изменяя ручкой “Ег” входное напряжение от минимального до максимального значения наблюдать появление искажений сигнала на выходе усилителя. Зарисовать осциллограммы в момент появления искажений и зафиксировать значение напряжений Uвх и Uвых при помощи цифрового вольтметра. Полученное значение Uвх принять за максимальное Uвх max, а из него определить Uвх const, с округлением до ближайшего значения Uвх const=0.5Uвх мах, которое будет использовано для определения Кu, Кi, Kp, Rвх, Rвых, построения АЧХ и определения по ней Мн и Мв.

2.2.3 Экспериментально определить коэффициенты усиления усилителя Кu, Кi и Kp, входное Rвх и выходные Rвых сопротивления.

2.2.3.1 Для определения Кu необходимо нажать кнопки S1 и S2, переключателем ''кГц '' установить частоту 1 кГц, ручкой ''Ег'' установить входное напряжение Uвх=Uвх const при этом на выходе усилителя установится определенное выходное напряжение Uвых. С помощью цифрового вольтметра измерить в точках Х1, Х2 и Х4 соответственно Eг, Uвх и Uвых. На основе полученных значений определить Кu по формуле:

 

Uвых/Uвх.

2.2.3.2 Для определения Кi выполнить подпункт 2.2.3.1 и на основе полученных значений определить Кi по формуле:

 

Кi=Iвых/Iвх=Uвых*Rг/(Rн(Ег-Uвх const)).

2.2.3.3 На основе полученных значений Кu и Ki определить Кр по формуле:

Кр=Ku*Ki.

 

2.2.3.4 На основе значений параметров, полученных в подпункте 2.2.3.1, определить Rвх по формуле:

 

Rвх=Uвх const *Rг/(Eг-Uвх const).

2.2.3.5 Для определения Rвых необходимо выполнить подпункт 2.2.3.1 и добавить измерения выходного напряжения при отжатой кнопке S2 (Rн= ,опыт холостого хода) Uвых хх в контрольной точке Х4 и по полученным значениям определить Rвых по формуле:

 

Rвых=(Uвых хх – Uвых)*Rн/Uвых.

2.2.4 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику АЧХ при отсутствии обратной связи (кнопка S1 нажата) U=Uвх const при изменении частоты входного сигнала f переключателем ''кГц'' от 0.08 до 20 кГц , в контрольной точке Х4 измерять значения Uвых и Uвых хх (соответственно при нажатой и отжатой кнопке S2), полученные данные занести в таблицу, по ним определить Кu и Кu хх и построить соответствующие характеристики.

2.2.5 По полученным в пункте 2.2.4 данным определить коэффициент частотных искажений М усилителя для всех случаев: под нагрузкой Rн и при Rн= на нижней частоте fн=150Гц (Мн=Кср/Кн) и на верхней fв=20кГц (Мв=Кср/Кн), где Кн, Кв и Кср - коэффициент усиления по напряжению соответственно на нижней, верхней и средних частотах.

2.2.6 Теоретически рассчитать значения исследуемых параметров усилителя, сравнить их с экспериментальными и объяснить полученные расхождения.