13244

Дослідження двокаскадного транзисторного підсилювача

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Лабораторна робота №6 Тема: Дослідження двокаскадного транзисторного підсилювача Мета: Дослідження амплітудних і частотних характеристик двокаскадного підсилювача Прилади й елементи Осцилограф Біполярні транзистори 2N2712 Джерело постійної ЕРС Джерел...

Украинкский

2013-05-11

710.5 KB

28 чел.

Лабораторна робота №6

Тема:  Дослідження двокаскадного транзисторного підсилювача

Мета:  Дослідження амплітудних і частотних характеристик двокаскадного підсилювача

Прилади й елементи

Осцилограф

Біполярні транзистори 2N2712

Джерело постійної ЕРС

Джерело змінної ЕРС

Резистори, конденсатори

Вольтметри

Теоретичні відомості

Підсилювач це пристрій, що здійснює однозначне і безперервне перетворення електричних сигналів малої величини в сигнали значно більші за величиною. Підсилювачі широко застосовуються при вимірюванні електричних і неелектричних величин, для контролю і автоматизації технологічних процесів, вимірювань і т.д.

Будь-який підсилювач, структурна схема якого зображена на рис.6.1, має вхідний і вихідний ланцюги, до яких підключається джерело сигналу EГ, пристрій навантаження RН, джерело живлення ИП і підсилювальний елемент УЕ (транзистор, мікросхема). Процес підсилення пов'язаний з перетворенням енергії джерела живлення в енергію вихідного сигналу підсилювача.

Рис.6.1.

Коефіцієнт підсилення по напрузі К0, в загальному випадку є комплексною величиною, оскільки вхідні і вихідні сигнали змінні. На практиці часто записують К0 у вигляді відношення модулів (амплітуди, діючих значень) вихідного і вхідного сигналів:

     .

Амплітудна характеристика (рис.6.2) визначає залежність амплітуди вихідної напруги підсилювача від зміни амплітуди напруги на вході Um.вих = f(Um.вх). Лінійна ділянка аб відповідає пропорційній залежності цих напруг, які зв'язані між собою коефіцієнтом підсилення підсилювача К0, постійним на цій ділянці. Ділянка аб є робочою ділянкою підсилювачів. Графічна залежність амплітудної характеристики, що знаходиться вище за точку б є нелінійною і не використовується при роботі підсилювачів.

Рис.6.2.

Амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) підсилювача відображає залежність модуля коефіцієнта підсилення К0 від частоти вхідного сигналу f. На рис.6.3 приведена найбільш розповсюджена АЧХ підсилювачів. На ній можна виділити робочу область підсилювача, що лежить між верхньою fВГ і нижньої fНГ граничними частотами підсилювача, в якій коефіцієнт  К0 постійний.

 Як правило,  вимірюють величину  , де К0 - коефіцієнт підсилення на середніх частотах.

Область частот  f = fВГ- fНГ  називається смугою пропускання підсилювача.

У більшості підсилювачів f = (105 - 107)Гц,  і тому вони називаються широкосмуговими.

Рис.6.3.

Багатокаскадні підсилювачі застосовуються для отримання великого коефіцієнта підсилення. Структурна схема підсилювача приведена на рис.6.4, і містить n однокаскадних підсилювачів (наприклад із загальною базою).

Рис.6.4.

Коефіцієнт підсилення такого підсилювача дорівнює:

    

Між каскадами підсилювачів ввімкнено конденсатори СС1, СС2, ... , СCn,  що виключають їх взаємний вплив за постійним струмом. Міжкаскадний зв'язок називається RC зв'язком, де R приймається як вхідний опір наступного каскаду підсилювача.

 Розглянемо вплив ємності СC1 на амплітудно-частотну характеристику підсилювача. Згідно II закону Кірхгофа для електричного ланцюга міжкаскадного зв'язку можна записати рівняння   , що є векторною сумою (рис.6.5).

  

          

                                     Рис.6.5.                                                                             Рис.6.6.

Оскільки вихідна напруга  першого каскаду визначається характеристиками цього каскаду, то для ланцюга міжкаскадного зв'язку вона постійна   Нехай величина ємності   зростає, ХС1=1/СС1 – падає,   також зменшується, останнє приводить до збільшення   (рис.6.6) і загального коефіцієнта підсилення  .

Умовно можна представити цей процес за допомогою діаграми :

      ХС1         .

Оскільки збільшення   істотно впливає на зміну ХС1 на низьких частотах, то збільшення коефіцієнта підсилення спостерігатиметься в низькочастотній області амплітудно-частотної характеристики підсилювача (рис.6.7 крива б). При зменшенні   коефіцієнт посилення на низьких частотах падає (рис.6.7 крива а).

Рис.6.7.

Хід роботи

Рис.6.8. Схема проведення дослідів

1. Зніміть амплітудно-частотну характеристику підсилювача КП = f(f)  при uвх=100мкВ.

(Див.  методику зняття амплітудно-частотних характеристик). За одержаними даними побудуйте АЧХ з урахуванням масштабу.

2. Зніміть амплітудну характеристику підсилювача Um.вх = f(Um.вих), при f=100кГц.  

(Див.  методику зняття амплітудних характеристик). За одержаними даними побудуйте амплітудну характеристику з урахуванням масштабу.

Методики проведення дослідів

   Методика зняття амплітудно-частотних характеристик.

При знятті амплітудно-частотних характеристик підсилювальних пристроїв необхідно змінювати частоту вхідного сигналу при незмінній його амплітуді. Для цього відкриваємо діалогове вікно функціонального генератора і задаємо вхідний сигнал синусоїдної форми.

Далі встановлюємо необхідну амплітуду сигналу на вході (наприклад, Amplitude 1 mV) і його частоту (наприклад, Frequency 5kHz). Натиснувши в правому верхньому кутку клавішу  , вимірюємо сигнал на вході і виході підсилювача з допомогою відповідних вольтметрів. Обчислюємо коефіцієнт підсилення                      і записуємо його в таблицю А.

Повторюємо дані вимірювання для різних частот вхідного сигналу, заповнюючи таблицю. Характеристики знімаються при двох значеннях конденсаторів зв'язку Сс=1мкФ і Сс=1000мкФ.

        Таблиця А

f (Гц)

1102

1103

1104

1105

1106

1107

1108

КП

Сс=1мкФ

КП

Сс=1103 мкФ

Для зміни ємності конденсаторів зв'язку відкриваємо діалогове вікно конденсаторів і встановлюємо необхідну ємність (наприклад, Capacitance 1мкФ).

    Методика зняття амплітудних характеристик.

При знятті амплітудних характеристик підсилювальних пристроїв необхідно змінювати амплітуду вхідного сигналу при незмінній частоті. Для цього відкриваємо діалогове вікно функціонального генератора і задаємо вхідний сигнал синусоїдної форми.

Далі встановлюємо необхідну частоту сигналу на вході (наприклад, Frequency 5kHz) і амплітуду сигналу (наприклад, Amplitude 1.5 mV).

Натиснувши в правому верхньому кутку клавішу  , вимірюємо сигнали на вході і виході з допомогою відповідних вольтметрів і записуємо покази в таблицю В. Повторюємо дані вимірювання для різних амплітуд вхідного сигналу, обчислюємо коефіцієнти підсилення  , заповнюючи таблицю.

         Таблиця В

Uвх (мкВ)  

   100

   200

   600

  1000

  1400

  1800

  2000

Uвих (В)  

  

КП

 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

2265. Изгибающий момент 47.34 KB
  Определяем опорные реакции, используя вторую форму условий равновесия. Для определения поперечной силы Q и изгибающего момента M воспользуемся методом сечений.
2266. Франкфуртская школа (критическая социология) 64 KB
  Франкфуртская школа складывается в самостоятельное направление в 30-40-е гг. XX столетия на базе Института социальных исследований во Франкфурте-на-Майне (Германия).
2267. Права и обязанности детей и родителей 65.5 KB
  Сущность и анализ основных прав и обязанностей детей. Основные права и обязанности детей. Практика Европейского суда по защите прав детей. Сущность и анализ основных прав и обязанностей родителей. Основные права и обязанности родителей. Практика Европейского суда по правовым вопросам родителей.
2268. Синхронизация процессов. Обмен данными между процессами 56 KB
  Цель работы: получить представление о сигналах в операционной системе UNIX и способах их перехвата и обработки, а также о синхронизации процессов при помощи сигналов и обмене данными между процессами с использованием разделяемой памяти.
2269. Социализация личности 32.5 KB
  Социализация — двусторонний процесс включающий в себя, с одной стороны, усвоение индивидом социального опыта, с другой стороны, процесс активного воспроизводства системы социальных связей за счёт его активной деятельности.
2270. Вимоги у сфері роботи з клієнтами 45 KB
  Бізнес вимоги – вони містять високо рівневі цілі організації, її як правило фінансує хто замовив проект. Бізнес вимоги як правило записуються в документі який називається границями проекту.
2271. Политология как наука и учебная дисциплина. Политическая власть 19.77 KB
  Предмет и структура политологического знания. Сущность и природа политической власти. Формы политической власти и её функции. Политическая система общества.
2272. Экономическая структура 17.52 KB
  Сущность экономической системы и ее структура. Типы и вида экономических систем. Формы хозяйствования.
2273. Лекарственное сырье животного происхождения 93.5 KB
  В современной фармакологии объекты животного происхождения единичны (пиявки, шпанская мушка), больше применяются продукты их переработки - животные жиры, выделения, змеиный яд, продукты жизнедеятельности пчел и т. п.