Указания по выполнению работы

2А х вх.т, усл.ед

2А х вых.т, усл.ед.

1. Лабораторная работа проводится на стенде ЭС 4А «Однокаскадные усилители».Перед выполнением лабораторной работы по указаниям преподавателя производят ознакомление с конструкцией стенда, смыслом и назначением надписей, контрольных приборов и органов управления и коммутации на передней панели стенда.

Стенд имеет встроенный генератор синусоидального входного сигнала (органы управления в зоне «генератор» на передней панели стенда) со ступенчатой и плавной регулировкой частоты в диапазоне 0…20000Гц и уровня напряжения, возможность изменять величины внутреннего сопротивления генератора r_вн и конденсатора С (см.рис.2) переменным сопротивлением Rr и конденсатора связи связи Сс (см.рис.2) переменным сопротивлением R_н и переключателем S₂ в зоне «выход».

2. Установить на передней панели стенда сменную плату «I» и закрепить двумя невыпадающими винтами (рис.4)

Исследуется усилительный каскад на биполярном транзисторе типа n-p-n, включенном по схеме с общим эмиттером (см.рис.2 и рис.3). Схема позволяет регулировать режим работы транзистора по постоянному току с помощью переменных резисторов R_g₁, R_g₂, R_к, R_изм и R_э, изменять способ создания начального напряжения смещения между базой и эмиттером переключателем S₃ и степень ослабления отрицательной обратной связи конденсаторами С_э1 и С_э2 с помощью переключателя S₄на передней панели стенда.

Наблюдение формы входного и выходного напряжений производится осциллографом в соответствующих контрольных точках передней панели стенда (4 и ┴ или II и ┴).

Сменная плата однокаскадного усилителя на

биполярном транзисторе по схеме с общим эмиттером

Рис.4

1. В зоне «генератор» на передней панели стенда переключатель «частота» установить в положение 0,2-2 потенциометр регулировки частоты – в крайнее правое положение (частота входного сигнала ≈2кГц), а потенциометр «выход» - в крайнее левое положение (U_вх=0). Гнездо I:I соединить с гнездом I зоны «вход».

2. В зоне «вход» переменное сопротивление Rr установить в крайнее левое положение (наименьшее ослабление входного сигнала), а переключатель S₁ – в положение С₁.

3. В зоне «выход» переменное сопротивление R_нустановить в крайнее правое положение (наибольшее сопротивление нагрузки), а переключатель S₂ – в положение С₃.

4. Переключатель S₄(см.рис.4) установить в положение «включено» (начальное напряжение смещения между базой и эмиттером создается делителем R_g₁, R_g₂), а переключатель S₄ – в «С_э2» (наибольшее ослабление отрицательной обратной связи).

7. В зоне «питание» включить тумблер «сеть», переключить тумблер Е_с – Е_к в положение Е_к и потенциометром Е_к, Е_с установить по вольтметру U_кнапряжение питания усилителя 12В.

8. Электронный осциллограф подключить к выходу усилителя (контрольные точки II и ┴ зоны «выход»). При наличии двухканального осциллографа один его канал подключить ко входу усилителя (контрольные точки 4 и ┴ зоны «вход»), а другой – к выходу усилителя.

Потенциометром «выход» зоны «генератор» подать небольшое напряжение U_вх~ на вход усилителя (примерно 1/3 полного поворота ручки потенциометра) и регулируя переменные резисторы R_g₁, R_g₂, R_к, R_к(см.рис.4) на передней панели стенда добиться наибольшего неискаженного сигнала на выходе усилителя (установить наилучший режим усилителя по постоянному току).

9. Увеличивать входной сигнал U_вх~ усилителя потенциометром «выход» зоны «генератор» от нуля до такой величины, пока в усилителе отсутствуют нелинейные искажения (сигнал на выходе имеет синусоидальную форму). Отсутствие нелинейных искажений контролируется визуально по экрану осциллографа. При таком значении U_вх~ по экрану осциллографа отсчитывается двойной размах 2А*вых.т синусоиды сигнала на выходе усилителя в условных единицах (делениях сетки экрана осциллографа).

Осциллограф переключить на вход усилителя. По экрану осциллографа отсчитывется двойной размах 2А х вых.т синусоиды, сигнала на входе усилителя в условных единицах. Коэффициент усиления по напряжению каскада определяется как отношение

К= 2А х вых.т /2А х вх.т

Измерения 2А х вых.т и 2А х вх.т желательно производить при одном положении входного делителя электронного осциллографа. В случае, если в процессе измерений возникает необходимость в переключении входного делителя электронного осциллографа, при определении К необходимо учесть соответствующий множитель.

10. Оценку наибольшего значения входного усиливаемого напряжения Ивх, при котором в усилителе отсутствуют нелинейные искажения, произвести по методике, изложенной в п.9. Пересчет двойного размаха 2А х вых.т синусоиды сигнала на входе усилителя в условных единицах на величину напряжения Ивх в вольтах осуществить путем калибровки шкалы согласно инструкции по эксплуатации осциллографа.

11. Переключая тумблер S на передней панели стенда выяснить как влияет на коэффициент усиления по напряжению емкость конденсатора Сэ, ослабляющего отрицательную обратную связь в усилителе . Определение коэффициента усиления по методике, изложенной в п.9. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 1.

Таблица 1.

Зависимость коэффициента усиления от емкости конденсатора, ослабляющего отрицательную обратную связь

Сэ Ки	2А х вх.т, усл.ед.	2А х вых.т, усл.ед.	Ки
О
2мкФ
500мкФ

12. При снятии амплитудной характеристики усилителя входной сигнал Цвх изменять потенциометром «выход» зоны «генератор» от нуля до величины, при которой в усилителе имеются существенные нелинейные искажения. Форма выходного сигнала усилителя при этом контролируется визуально по экрану осциллографа, подключенного к выходу усилителя. Величины напряжений на входе Ивх.т и выходе Ивых.т усилителя измеряются в условных единицах по методике, изложенной в п.9. и пересчитываются на абсолютные единицы согласно п.10. Результаты заносятся в таблицу 2

Таблица 2

Амплитудная характеристика усилителя

Выбрать масштаб и построить амплитудную характеристику усилителя

13. При снятии частотной характеристики определить коэффициент усиления по напряжению Ku по методике, изложенной в п.9, для 4 различных частот входного сигнала: переключатель « частота» зоны «генератор» установлен в положении 0,02-0,2, а потенциометр регулировки частоты – в крайнее левое положение (f_bx =20 Гц); переключатель в положение 0,02-0,2, а потенциометр в крайнее правое положение (f_bx =200 Гц); переключатель в положение 0,2-2, а потенциометр – в крайнее правое положение (f_bx =2 кГц), а переключатель в положение 2-20, а потенциометр в крайнее правое положение (f_bx =20 кГц). Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 3.

Таблица 3

Частотная характеристика усилителя

f_bx Ku	=20 Гц	=200 Гц	=2000 Гц	=20000 Гц
2А*вх.m, усл.ед.
2А*вых.m, усл.ед.
Ku

Выбрать масштаб и построить частотную характеристику усилителя

Контрольные вопросы

1. Назначение усилителей

2. Классификация усилителей

3. Типы усилительных каскадов

4. Какими преимущественными свойствами обладает усилительный каскад по схеме с общим эмиттером

5. назначение элементов схемы усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенным по схеме с общим эмиттером

6. Как определяются коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности

7. На какие параметры биполярного транзистора влияет температура окружающей среды

8. Как осуществляется температурная стабилизация

9. Каким образом ослабляется отрицательная обратная связь в усилительном каскаде с температурной стабилизацией