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

2 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

31419. Інтелектуальна власність як право на результати творчої діяльності людини 86.5 KB
  Інтелектуальна власність як результат творчої діяльності. Інтелектуальна власність як право. Еволюція промислової власності. Еволюція авторського права і суміжних прав. Еволюція інтелектуальної власності в Україні. Соціально-економічні стратегії в країнах світового товариства. Роль промислової власності у економічному розвитку. Авторське право і розвиток культури.
31420. Дослiдження бiполярного транзистора 56.5 KB
  Обладнання: Стенд з двома регульованими напругами вольтметрами та амперметрами опори NPNтранзiстор блок живлення постiйного струму. Для розрахунку параметрiв схем для рiзних включень транзiстору – спiльний емiтер спiльний колектором спiльна база використовуються сукупностi ВАХ вхiдних та вихiдних характеристик: cукупнсть залежностей струму бази Ib вiд напруги базаемiтер Ube для рiзних значень напруги колектор емiтер Uce сукупнсть залежностей струму колектора – Ic вiд напруги колектор емiтер Uce для рiзних значень струму бази ...
31421. Дослiдження поведiнки транзистора у поширених схемах включення 52.5 KB
  Для зменшення обсягу вимiрiв та прискорення виконання роботи струми Ib Ic Ic вимiрються не безпосередньо а обчислюються за вiдомими значеннями опорiв Rb Rc Re i вимiряними значеннями падiння напруг URb URc URe. Для дослiжуємого бiполярного транзистору КТ961А npnтипу з коефiцiентом пiдсилення у дiапазонi 10100 доцiльно використовувати такi значення опорiв: Доцiльно використовувати такi значення опорiв: Rb =20KΩ; Rc =0 перемичка; Re =1KΩ. Занотувати значення опорiв для дослiджуємої схеми Rb =...
31422. Система інтелектуальної власності 117.5 KB
  Суб’єкти права інтелектуальної власності. Творець (автор) як суб’єкт права. Громадяни, юридичні особи та держава як суб’єкти права інтелектуальної власності. Суб’єкти права промислової власності. Суб’єкти авторського права. Суб’єкти суміжних прав.
31424. Дослідження трифазного кола змінного струму. З’єднання зіркою 125 KB
  Мета: Вимiряти фазні та лінійні напруги виміряти фазні струми та струм нейтралі. Розрахувати струм нейтралі та порівняти його з виміряними значеннями. Штучно відтворити аварійний режим обриву нейтралі і виконати виміри і розрахунки для цього режиму. Виміряти струми фазих I Ib Ic та нульового нейтрального In дроту для кожної з фаз B C та нейтралі N.
31425. Дослiдження трифазного кола змiнного струму з реактивними елементами. З’єднання зіркою. Детектор послідовності фаз 112 KB
  Мета: Вимiряти фазні та лінійні напруги виміряти фазні струми та струм нейтралі. Розрахувати фазні струми за наданими значеннями опорів і фазних напруг. Побудувати векторнi дiаграми напруг i струмiв. На стендi розташовано ємність C і резистори навантаження Rb Rc під’єднані до джерела трифазного струму E з фазними напругами E Eb Ec.
31427. Дослiдження діоду 50 KB
  Дослідити функціональну залежність струму. Обладнання: Стенд з регульованої напругою вольтметром та амперметром вбудовані опори германієвий діод блок живлення постiйного струму. Елементом позначення діоду на схемах є стрілка що позначає прямий напрямок струму від..€œ.