В.В. Дуркин - Схемотехника аналоговых электронных устройств - Методические указания к лабораторным работам

№…..621.38С921СХЕМОТЕХНИКААНАЛОГОВЫХЭЛЕКТРОННЫХУСТРОЙСТВМетодические указанияк лабораторным работамНОВОСИБИРСК20092Министерство образования и науки Российской Федерациифедеральное агентство по образованиюНОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ621.38С 921№…..СХЕМОТЕХНИКААНАЛОГОВЫХЭЛЕКТРОННЫХУСТРОЙСТВМетодические указанияк лабораторным работамдля студентов III-IV курсов РЭФдневной и заочной формы обученияНОВОСИБИРСК20093УДК 621.38…С921Составители: канд. техн. наук, доц. В.В. Дуркинканд.

техн. наук, доц. С.В. ТырыкинРецензент:канд. техн. наук, доц. А.М. СажнёвРабота подготовлена на кафедре радиоприемныхи радиопередающих устройств© Новосибирский государственныйтехнический университет, 20094ОГЛАВЛЕНИЕОбщие требования и порядоквыполнения лабораторных работ...................................................... 61.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗИСТОРНОГО КАСКАДАПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ ..................................... 81.1.

Описание схемы лабораторной установки ....................... 81.2. Основные определения и теоретические сведения ........ 101.3. Порядок выполнения работы ........................................... 201.4. Контрольные вопросы ...................................................... 222.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГОУСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА.................................

242.1. Описание схемы лабораторной установки ..................... 242.2. Основные определения и теоретические сведения ........ 262.3. Порядок выполнения работы ........................................... 302.4. Контрольные вопросы ...................................................... 343.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3ИССЛЕДОВАНИЕ УСИЛИТЕЛЯ МОЩНОСТИС БЕСТРАНСФОРМАТОРНЫМ ВЫХОДОМ...................... 363.1. Описание схемы лабораторной установки ..................... 363.2.

Основные определения и теоретические сведения ........ 383.3. Порядок выполнения работы ........................................... 453.4. Контрольные вопросы ...................................................... 484.ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4ИССЛЕДОВАНИЕ ВИДЕОУСИЛИТЕЛЯ ............................ 494.1. Описание схемы лабораторной установки ..................... 494.2. Основные определения и теоретические сведения ........ 514.3. Порядок выполнения работы ........................................... 634.4. Контрольные вопросы ...................................................... 66СПИСОК РЕКОМЕНДУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ...........................

68ПРИЛОЖЕНИЯ ................................................................................ 695ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ И ПОРЯДОКВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ1. Лабораторный практикум по курсу «Схемотехника аналоговых электронных устройств» состоит из четырех лабораторныхработ, каждая из которых рассчитана на четыре академическихчаса. Состав работ, выполняемых студентом, определяется требованиями образовательных стандартов и может изменяться в зависимости от специальности, по которой обучается студент.2. Перед началом лабораторной работы преподаватель проводит краткий инструктаж по порядку её выполнения.

На первомзанятии проводится инструктаж по технике безопасности, послекоторого студенты расписываются в журнале преподавателя.Студенты, нарушающие правила техники безопасности привлекаются к административной ответственности вплоть до отчисления из университета.3. Для успешного выполнения лабораторной работы необходима подготовка, которая включает в себя:– изучение теоретического материала, связанного с предстоящей работой;– ознакомление с принципом работы исследуемых схем ипорядком проведения измерений;– подготовку заготовки отчета, содержащей схемы исследуемых устройств, таблицы для занесения результатов измерений, координатные оси для графиков и осциллограмм.4. В конце лабораторной работы студенты предъявляют преподавателю результаты проведенных измерений и получают соответствующую отметку в журнале. Допускается предъявление6чернового варианта отчета, при этом чистовой вариант оформляется дома.5.

Отчет по лабораторной работе в обязательном порядкедолжен содержать следующие элементы:– титульный лист установленного образца;– цель работы;– принципиальные схемы исследуемых узлов;– результаты выполнения работы по пунктам;– выводы по работе.Обращаем особое внимание на то, что все пункты должныиметь поясняющий текст, графики должны сопровождаться таблицами с числовыми значениями отображаемых величин, а осциллограммы выполняться с соблюдением масштаба.6. Защита работы проводится в форме собеседования или ответов на тестовые вопросы. К защите допускаются студенты, успешно выполнившие программу лабораторной работы и оформившие отчет. Отчеты, оформленные небрежно или не содержащие перечисленных выше пунктов, к защите не принимаются.

Наодну бригаду, состоящую из 2…3 студентов, оформляется одинотчет.7. Самостоятельно проверить свою готовность к защите студент может с помощью контрольных вопросов, приводимых вконце описания каждой лабораторной работы. Следует помнить,что залогом успешной защиты является не формальное знаниеответов на контрольные вопросы, а понимание принципов работыисследованной схемы и физических процессов, происходящих вней.8.

Лабораторная работа считается защищенной в срок при еёзащите на следующем занятии или ранее. Последняя лабораторная работа защищается в день её выполнения или в дополнительно назначенный день.9. Наличие невыполненных или незащищенных работ лишает студента допуска к экзамену (зачету).7ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗИСТОРНОГО КАСКАДАПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯЦель работы: исследовать влияния элементов схемы каскадана его параметры и характеристики; исследовать связи междуамплитудно-частотной и переходной характеристикой каскада;изучить влияние обратной связи на параметры и характеристикикаскада; приобрести навыки работы с измерительной аппаратурой и снятия основных характеристик усилительного каскада.1.1.

Описание схемы лабораторной установкиИсследуемая схема резисторного каскада и все необходимыедля выполнения работы дополнительные элементы находятся вблоке №1 лабораторного стенда (рис. 1.1).Каскад собран на биполярном транзисторе МП11, включенном по схеме «общий эмиттер». Для стабилизации режима работы транзистора применена схема эмиттерной стабилизации. Элементами этой стабилизации являются резисторы R2, R3 и R4.Конденсатор в цепи эмиттера С2(С3) служит для устраненияобратной связи на частоте сигнала. Переключатель S2 позволяетизменять величину эмиттерной ёмкости.

В положении 1 переключателя S2 эмиттерный конденсатор отключен и в схеме засчет резистора R4 возникает отрицательная обратная связь нетолько по постоянному, но и по переменному току.Разделительные конденсаторы С1 и С6(С7) осуществляют развязку по постоянному току соответственно источника сигнала скаскадом и каскада с нагрузкой. Они исключают передачу постоянных и медленно изменяющихся напряжений в направленииот источника сигнала к нагрузке.

Что позволяет, во-первых, повысить стабильность схемы и, во-вторых, осуществлять питаниемногокаскадной схемы от одного источника питания с предельнонизким напряжением. Переключателем S4 можно изменять величину емкости разделительного конденсатора.89X3С110мкR1560входX2X1R316кR41к11С40.047мк222С710мк3выходX4X5R8 R9100 560“ёмкостьC p”“сопроти влениенагрузки”С2С3150мк 10мкS31S4“ёмкостьC э”1“ёмкостьнагрузки”1С60.25мкS532R61.8кS22S1“сопроти влениеRк”R5620Рис. 1.1.

Вид лицевой панели блока №1«Резисторный каскад предварительного усиления»VTМП11R227кR7С5 1001000мк-12 ВЧерез коллекторный резистор R5(R6) в коллекторную цепьтранзистора заводится напряжение питания. Величина этого сопротивления во многом определяет коэффициент усиления каскада. Для коммутации этого резистора используется переключатель S1.С помощью переключателей S3 и S5 меняется характер и величина внешней нагрузки каскада.

Она может быть чисто емкостной (переключатели S3 и S5 в положениях 1) или чисто резистивной (S3 в положении 2, а S5 в положении 2 или 3) или смешанной.Резистор R1 имитирует внутреннее сопротивление источникасигнала. Поэтому входом усилительного каскада являются клеммы X2 и X3. Используемый в качестве источника сигнала генератор Г3-112 (см. приложение 5) подключается к клеммам X1-X3 иявляется источником ЭДС.Для оценки величины и формы входного/выходного напряжения в работе используются вольтметр переменного тока В3-38(см. приложение 4) и осциллограф С1-48 или С1-55.1.2.

Основные определения итеоретические сведенияПередаточная функция – отношение изображений Лапласавыходной и входной переменных (чаще всего выходного и входного напряжения).Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – зависимость модуля передаточной функции от частоты.Фазочастотная характеристика (ФЧХ) – зависимость аргумента передаточной функции от частоты.Переходная характеристика (ПХ) – зависимость мгновенногозначения выходного напряжения от времени при ступенчатомизменении входного напряжения.Время установления tу – время, в течение которого нормированная ПХ изменяет своё значение от уровня 0,1 до уровня 0,9.10Спад Δ - неравномерность плоской вершины прямоугольногоимпульса за промежуток времени, равный длительности входногоимпульса.Частота среза – частота, на которой уровень нормированнойАЧХ равен 0,707 (-3дБ), что соответствует уменьшению мощности выходного сигнала в два раза.Частотные искажения – значение нормированной АЧХ назаданной частоте.Обратная связь (ОС) – воздействие выходного сигнала устройства на входной сигнал.Цепь обратной связи (ЦОС) – элемент, передающий это воздействие.Отрицательная обратная связь (ООС) – тип ОС, при котором входной сигнал устройства изменяется таким образом, чтобыпротиводействовать изменению выходного сигнала.Частотно-независимая ОС – когда коэффициент передачиЦОС не зависит от частоты.Глубина ОС – параметр, показывающий, как изменяется коэффициент передачи устройства при введении ОС.Петля ОС – замкнутое кольцо, образуемое усилителем иЦОС.Петлевое усиление – усиление вдоль разомкнутой петли ОС.Коэффициент передачи по напряжению – отношение входного (Uвх) и выходного напряжения (Uвых) цепи:U(1.1)K = вых .U вхСквозной коэффициент передачи – отношение выходного напряжения цепи (Uвых) к ЭДС источника сигнала ( E ):UK E = вых .(1.2)EРезисторный каскад – самая распространённая схема каскадов предварительного усиления в дискретном исполнении.