13367

Дослідження підсилювачів

Лабораторная работа

Физика

1. Тема роботи: Дослідження підсилювачів.. 2. Мета роботи: 1.Ознайомитися з конструкцією і принципом дії підсилювачів: біполярного напівпровідникового магнітного гідравлічного та пневматичного. 2. Практично визначити статичні характеристики та коефіцієнти підсиле...

Украинкский

2013-05-11

223.5 KB

3 чел.

1. Тема роботи:

Дослідження підсилювачів..

2. Мета роботи:

1.Ознайомитися з конструкцією і принципом дії підсилювачів: біполярного напівпровідникового, магнітного, гідравлічного та пневматичного.

2. Практично визначити статичні характеристики  та коефіцієнти підсилення досліджуваних пристроїв

3.Коротка теоретична довідка

В різних автоматичних пристроях передача інформації здійснюється у вигляді електричних, гідравлічних або пневматичних сигналів. Досить часто величина цих сигналів настільки мала, що недостатня для приведення в дію вторинних вимірювальних приладів або виконавчих пристроїв. Для цього вихідні сигнали первинних перетворювачів збільшують по величині з допомогою підсилювачів.

Підсилювачем називається пристрій, в якому за рахунок енергії джерела живлення малий по величині вхідний сигнал перетворюється у вихідний сигнал значно більшої потужності. Принцип роботи всякого підсилювача ґрунтується на керуванні вхідним сигналом Xвх. малої потужності енергією джерела живлення W, за рахунок якої Xвх. збільшується до необхідної величини і перетворюється у вихідний сигнал Xвих., рис.1, тобто Xвих. >> Xвх..

Рис.1.Умовне зображення підсилювача

Відношення вихідної до вхідної величини називається коефіцієнтом підсилення K:

.

В залежності від виду енергії джерела живлення підсилювачі поділяються на електричні, гідравлічні, пневматичні і комбіновані. Найбільше поширення в автоматиці набули електричні підсилювачі в зв’язку з перевагою передачі інформації електричними сигналами.

До електричних підсилювачів відносяться електронні, електромагнітні, електромашинні і інші. З електричних підсилювачів найбільшого поширення в автоматиці набули електронні і електромагнітні. З електронних більш перспективними є транзисторні підсилювачі.

Принцип дії напівпровідникових транзисторних підсилювачів ґрунтується на властивості біполярного транзистора за допомогою незначної вхідної сили струму або напруги керувати в робочому колі струмом значної сили.

      Транзистор трьохелектродний напівпровідниковий прилад, який має в місцях з'єднання колектора і емітера з базою 2а переходи.

Щоб відкрити транзистор необхідно значно зменшити опір переходів. Для цього на  базу транзистора подають керуючий струм (для біполярного транзистора) або напругу (для польового транзистора) і, внаслідок цього, опір переходів зменшується в декілька тисяч разів. В колі база-емітер буде виникати дуже маленький струм.  При його виникненні опір переходів транзистора "емітер-колектор" різко зменшиться до 10-ої частини Ома і в колі навантаження емітер-колектор буде проходити струм значної сили.

В даний час в підсилювачах використовуються, в основному, біполярні i польові транзистори та iнтегральнi мiкросхеми.

За призначенням пiдсилювачi дiляться на пiдсилювачi напруги i пiдсилювачi потужностi.

Живлення колекторного кола транзистора здiйснюється вiд джерела . При вiдсутностi вхiдного сигналу невелику початкову  напругу на базу транзистора, так зване початкове змiщення, можна подавати вiд того ж джерела живлення через резистор (рис.12,а), або з подiльника напруги, утвореного резисторами  i  (рис.12,б).

а)                                                               б)

Рис.12. Схеми пiдсилювачiв напруги при змiщеннi з фiксованим

струмом бази (a) та фiксованим потенцiалом бази (б).

Спосiб створення змiщення через резистор  називають змiщенням з фiксованим струмом бази. При роботi пiдсилювача постiйна складова струму бази не змiнюється, оскiльки опiр резистора  багато бiльший опору переходу база-емiтер транзистора. Змiщення за допомогою подiльника напруги  i  називають змiщенням з фiксованою напругою база-емiтер. Щоб напруга змiщення залишалася практично постiйною, струм подiльника вибирають у 5...10 разiв бiльшим за струм бази. При цьому похибка не буде перевищувати . Полярнiсть напруги залежить вiд типу транзистора ( чи ).

Вхiдний сигнал поступає на базу транзистора через конденсатор , який пропускає лише змiнну складову напруги джерела сигналу. Такий вхiд підсилювача називають закритим на противагу вiдкритому (прямому), при якому конденсатор вiдсутнiй.

При вiдсутностi вхiдного сигналу за рахунок початкового змiщення в транзисторi протiкає струм бази i вiдповiдний йому струм колектора при напрузi на колекторi , якi визначають режим роботи за постiйним струмом. Становi спокою вiдповiдає певне положення робочої точки  на статичних вольт-амперних характеристиках транзистора.

В наш час у пiдсилювачах широко застосовують польовi транзистори. Пiдсилювачi напруги, виконанi на польових транзисторах, не потребують температурної стабiлiзацiї, мають бiльшi вхiднi опори i меншi власнi  шуми, нiж пiдсилювачi з бiполярними транзисторами.

4. Експериментальна частина.

4.1.Об’єкти дослідження.

В лабораторній роботі досліджуються магнітний і транзисторний підсилювачі напруги.

4.2.Порядок дослідження магнітного підсилювача.

Ознайомитися із схемою дослідної установки, рис.2.1. і розміщенням органів керування на передній панелі лабораторної установки.

Ввімкнути напругу живлення вимикачем S1. Змінюючи величину напруги вхідного сигналу Uвх. резистором Rd, дослідити зміну величини вихідної напруги Uвих. для наступних випадків:

  •  при вимкнутих обмотках зміщення  і зворотного зв’язку ; при вимкнутій обмотці зміщення ; при вимкнутій обмотці зворотного зв’язку ;
  •  при ввімкнутих обмотках  і .

Величини вхідної і вихідної напруг вимірюватимемо цифровим вольтметром PV1. Результати дослідів записуємо в таблиці 2.1, 2.2, 2.3, 2.4.

Рис.2.1.Схема дослідної установки

4.3.Порядок дослідження транзисторного підсилювача.

Ознайомитися із схемою дослідної установки, рис.2.2, розміщенням органів керування і вимірювальних приладів на передній панелі лабораторної установки.

Ввімкнути напругу живлення вимикачем S4. Змінюючи напругу вхідного сигналу Uвх. регулятором "регул., Uвх." перетворювача U дослідити форму вихідної напруги при мінімальному, максимальному і середньому значенні напруги зміщення Uзм.. Напругу зміщення змінюватимемо резистором Rзм..

Рис.2.2.Схема дослідної установки

Величини Uзм. вимірюють PV1.

Вибрати оптимальне значення Uзм., при якому відсутнє спотворення форми вихідної напруги при максимальному значенні вхідної напруги. Дослідити залежність Uвих. від Uвх. і результати досліду записати в таблицю 2.5.

Результати дослідів

Iзм. = 0, Iзз. = 0

Таблиця 2.1

№ досліду

1

2

3

4

5

6

Uвх., В

Uвих., В

Iзм. = 0, Iзз. ≠ 0

Таблиця 2.2

№ досліду

1

2

3

4

5

6

Uвх., В

Uвих., В

Iзм. ≠ 0, Iзз. = 0

Таблиця 2.3

№ досліду

1

2

3

4

5

6

Uвх., В

Uвих., В

Iзм. ≠ 0, Iзз. ≠ 0

Таблиця 2.4

№ досліду

1

2

3

4

5

6

Uвх., В

Uвих., В

Транзисторний підсилювач

Таблиця 2.5

№ досліду

1

2

3

4

5

6

Uвх., В

Uвих., В


X

X

W

V

PV1

Rd

R1

R3

R2

b

a

U

U~

TL

VD1

VD2

VD3

VD4

VD5

S1

S2

S3

RII

RII

C

PV2

V

U

PG

PV3

V

UG

R2

R1

Rзм.

Cp1

Cp2

VT

Uзм.

RII

U

U~

S4

-9V

+9V


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

54568. Строение вещества. Молекулы 45.5 KB
  Задачи урока: дать представление об атоме и молекуле как о модели строения вещества; выделить значение средств экспериментального исследования в процессе познания; подчеркнуть значение моделирования вещества в познаваемости явлений окружающего мира; продолжить работу по формированию умений делать более общие выводы из наблюдений; формировать убеждения учащихся в познаваемости явлений природы. Еще две с половиной тысячи лет назад обдумывая вопрос о строении вещества греческий философ Демокрит выдвинул гипотезугипотезой называют любое...
54569. НЕТРАДИЦИОННЫЕ ФОРМЫ УРОКОВ МУЗЫКИ В 1 КЛАССЕ В АДАПТАЦИОННЫЙ ПЕРИОД 52.5 KB
  Песня – танец – Если нравится тебе – разучивание. И разучим новую песню Если б не было школ разучивается песня Ну а теперь поехали дальше. Познакомились с народной песней – игрой Бояре 4 УРОК ЛОТО – КОНЦЕРТ В 1 КЛАССЕ ТЕМА УРОКА – ПЕСНЯ ЗАДАЧИ УРОКА ПОЗНАКОМИТЬ УЧАЩИХСЯ С РАЗНЫМИ ВИДАМИ ВОКАЛЬНОГО ЖАНРА. Что такое песня Из самого слова видно – Песня – то что поют.
54570. Нетрадиционные уроки 70 KB
  Как правило у школьников во время такого урока возникает игровое состояние специфическое эмоциональное отношение к действительности. А знания полученные на уроке становятся для них личностно-значимыми эмоционально-окрашенными что помогает более лучше узнать прочувствовать изучаемую тему. Урок-викторина он повышает познавательный интерес творческую и мыслительную деятельность учащихся стимулирует мотивацию.
54571. Нетрадиційні уроки, як особливої форми організації навчально-пізнавальної діяльності 619 KB
  Розглянути можливості нетрадиційних уроків у початковій школі в реалізації цілей навчання. Вказати деякі методичні аспекти їх проведення. З’ясувати актуальність проведення нетрадиційних уроків в початковій школі.
54572. Спрос. Закон спроса. Факторы, влияющие на спрос 30.7 KB
  Спрос (D – от англ. demand) – это намерение потребителей, обеспеченное платежными средствами, приобрести данный товар. Наличие спроса на какой-либо товар означает согласие покупателя уплатить за него указанную цену.
54573. Моя Україна – моя Батьківщина. Незалежність України 52.5 KB
  Незалежність України Виховна година для учнів випускників Мета: формувати громадянську позицію в учнів розуміння особистої причетності до всіх подій які відбуваються в Україні шанобливе ставлення до нетлінних духовних скарбниць народу повагу до національних символів традицій оберегів; виховувати в учнів почуття патріотизму національної свідомості любові до рідного краю. Що таке Україна для кожного з вас учні наводять свої думки асоціації аргументують власне сприйняття України як держави наводять приклади з власного...
54574. Ніхто не має права ображати людину 49 KB
  Наш дзвінок вже дав сигнал Працювати час настав Ось і ти часу не гай Працювати починай Доброго дня діти Сідайте. Діти мене звати Вікторія Ігорівна і урок Я і Україна сьогодні проведу у вас я. Діти згадайте будьласка тему минулого вашого уроку. Молодці діти згадали ми з вами минулу тему.
54576. Німецькомовні країни. Розвиток монологічного мовлення 48 KB
  Über Deutschland, Österreich und die Schweiz haben wir vieles erfahren. Und noch gibt es zwei kleine Staaten, wo man deutsch spricht. Hört kleine Information über diese Staaten zu!