Бутенко Д.В., Черкасова Г.С. Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов (2014) (1186344), страница 4
Текст из файла (страница 4)
В результате происходит уменьшение fН, т. е. расширение полосы рабочих частот в область НЧ. Можно показать, что при неправильномвыборе элементов RФ и СФ происходит перекоррекция: в области НЧ появляется подъем АЧХ, т. е. коэффициент усиления в области НЧ становится больше, чем на среднихчастотах.На рис. 10, б показана схема каскада с ВЧ-коррекцией с помощью частотнозависимой ООС, осуществляемой цепью RЭК - СЭК. Емкость СЭК сравнительно невелика, поэтому в области НЧ и СЧ реактивное сопротивление конденсатора СЭК оказывается много больше RОС и ООС остается частотно-независимой. С ростом частоты СЭК всесильнее шунтирует резистор RЭК, что приводит к уменьшению результирующего сопротивления цепи ООС, т.
е. к уменьшению глубины ООС. Таким образом, с ростомчастоты происходит дополнительное увеличение коэффициента усиления, компенсирующее спад АЧХ в области ВЧ, что приводит к расширению полосы рабочих частот вобласть ВЧ (т. е. к увеличению fВ). Можно показать, что при увеличении СЭК до определенного значения С`ЭК полоса рабочих частот расширяется в область ВЧ и АЧХ остается монотонной в области рабочих частот, а при СЭК>С`ЭК появляется подьем АЧХ вобласти ВЧ (перекоррекция).Описание лабораторной установкиИсследуемый усилитель смонтирован в лабораторном макете (рис. 11). Включение элементов схемы осуществляется перемычками. Цепи коррекции усилителя рассчитаны для ёмкости разделительного конденсатора Ср1 и ёмкости нагрузки Сн1.
Призамыкании гнёзд 3-4 параллельно конденсатору Сф включается конденсатор большойёмкости, и цепочка Сф-Rф перестаёт корректировать АЧХ в области нижних частот.Напряжение питания подаётся на усилитель с источника питания ИПС-1(«Марс») и контролируется по вольтметру источника. В лабораторной работе используется генератор сигналов Г3-112 и двухканальный осциллограф АСК-1022. Для измерения выходного напряжения при снятии АЧХ можно также использовать вольтметрВ3-38А.ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова.
Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов19Рис. 11. Схема лабораторного макета для исследования усилителя на биполярномтранзистореПараметры макета:R1 = 27 кОмС3 = Сф = 60 нфR2 = 4 кОмС4 = Ср2 = 1 мкфR3 = Rф = 2,2 кОмС5 = Ср1 = 0,01 мкфR4 = Rк = 1,1 кОмС6 = Сэ1 = 5 нфR5 = Rэ1 = 510 ОмС7 = Сэ2 = 500 мкфR6 = Rэ2 = 33 ОмС8 = Сн1 = 750 пфR7 = Rн = 2 кОмС9 = Сн2 = 0,01 мкфЗадание и порядок выполнения работы1. Зарисовать схемы измерения амплитудных и амплитудно-частотных характеристик усилителя.Схемы измерения составить в соответствии с п. 3 и 4 задания на основе принципиальной схемы макета (рис.
11). На схемах указать измерительные приборы и место их включения.ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова. Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов202. Собрать схему усилителя.Подключить схему усилителя к источнику питания (гнёзда -Ек – 2’). Ко входуусилителя (гнёзда 1-2) подключить генератор сигнала Г3-112. Замкнуть гнёзда 3-4 и 710. Осциллограф АСК-1022 подключить ко входу усилителя (канал А) и к выходу усилителя (канал В). После проверки схемы преподавателем подать напряжение Ек=-15 В.3.
Измерить амплитудные характеристики усилителя.Измерения производить на частоте 1 кГц. Плавно увеличивая входное напряжение, определить максимальный размах выходного и входного напряжений (2Um вых макс и2Umвх макссоответственно), соответствующие появлению двустороннего ограничениявыходного сигнала. Исходя из значения 2Umвх макс,определить такой шаг изменениявходного напряжения, при котором амплитудная характеристика будет строиться минимум по 8 точкам. Изменяя 2Um вх от 2Um вх макс до нуля с выбранным шагом, измерятьсоответствующие 2Umвых.При измерениях обращать внимание на то, как снижаютсянелинейные искажения выходного сигнала при уменьшении входного сигнала.Измерения выполнить без цепей коррекции для трёх случаев:а) отключена нагрузка Rн. Осциллограф для измерения выходного напряженияподключается к гнёздам 5-14;б) включена нагрузка Rн. Замкнуть гнёзда 5-11.
Осциллограф подключить кгнёздам 12-14;в) включена нагрузка Rн, введена отрицательная обратная связь по переменномутоку. Разомкнуть гнёзда 7-10, замкнуть гнёзда 8-10.Измеренные характеристики построить в одной системе координат. На каждойхарактеристике выделить линейный участок.4. Измерить амплитудно-частотные характеристики усилителя.Амплитуду входного напряжения выбрать на линейном участке амплитуднойхарактеристики, измеренной в п.3, б (не более 40 мВ), и поддерживать постоянной.Частоту сигнала на входе усилителя изменять от 20 Гц до 200 кГц. При построенииАЧХ использовать логарифмический масштаб по оси частот; измерения проводить начастотах, кратных 2, 4, 10 (20, 40, 100, 200, 400 Гц; 1 кГц, 2кГц и т.
д.). Для измерениявыходного напряжения по указанию преподавателя можно использовать осциллографАСК-1022 (канал В) или вольтметр В3-38А.Измерения выполнить при одном и том же входном напряжении для шести случаев:ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова. Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов21а) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1,коррекция отключена. Замкнуть гнёзда 3-4, 7-10, 6-11. Осциллограф (вольтметр) подключить к гнёздам 12-14.б) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср2 > Ср1 , ёмкость нагрузки Сн1, коррекция отключена.
Разомкнуть гнёзда 6-11, замкнуть гнёзда 5-11.в) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср2, ёмкость нагрузкиСн1+Сн2, коррекция отключена. Замкнуть гнёзда 13-15.г) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1,введена НЧ-коррекция. Разомкнуть гнёзда 5-11, 15-13, 3-4. Замкнуть гнёзда 6-11.д) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1,введена ООС, НЧ-коррекция отключена.
Разомкнуть гнёзда 7-10. Замкнуть гнёзда 3-4,8-10.е) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1,введена ВЧ-коррекция. Замкнуть гнёзда 7-9.Обработка экспериментальных данных1. По результатам измерения амплитудных характеристик рассчитать коэффициенты усиления (на линейном участке) для всех вариантов п. 3 задания.2. По экспериментальным амплитудно-частотным характеристикам определитьверхние и нижние граничные частоты по уровню 3 дБ (0,707Um вых макс) и ширину полосы пропускания для всех вариантов п.
4 задания.3. Рассчитать коэффициент усиления исследуемой схемы на средних частотахдля вариантов п. 3 задания (без учёта цепей коррекции), используя параметры макета.Сравнить расчетные значения с экспериментальными.4. Рассчитать граничные частоты усилителя для вариантов а – г п. 4 задания, используя параметры макета. Сравнить расчетные значения с экспериментальными.Выполнение отчетаОтчет по лабораторной работе должен содержать:1) название и цель работы;2) схемы проведения измерений с указанием типов измерительных приборов;3) результаты измерений (графики амплитудных и амплитудно-частотных характеристик);ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова. Исследование усилителей, генераторов и преобразователей сигналов224) результаты обработки экспериментальных данных;5) выводы по результатам работы.Вопросы для самоконтроля и подготовки к защите1.
Перечислить основные параметры и характеристики усилителей.2. Нарисовать схемы усилительных каскадов на биполярном транзисторе с общим эмиттером:- с фиксированным базовым током,- с эмиттерной связью.3. Нарисовать полную эквивалентную схему каскада с общим эмиттером для переменного тока; показать, как на ее основе составляются эквивалентные схемы:- для средних частот,- для низких частот,- для высоких частот.4. Какие элементы схемы каскада с общим эмиттером определяют его коэффициент усиления на средних частотах? Каким образом коэффициент усиления зависит отсопротивления источника сигнала и сопротивления нагрузки?5. Что такое амплитудная характеристика усилителя? Какие параметры усилителя могут быть определены по его амплитудной характеристике?6.
Каким образом вид амплитудной характеристики связан с нелинейными искажениями усилителя?7. Что такое амплитудно-частотная характеристика и какие параметры усилителя могут быть определены по ней?8. От каких элементов схемы усилительного каскада зависит нижняя граничнаячастота полосы усиления?9. Какие элементы схемы определяют значение верхней граничной частоты полосы усиления?10. Как влияет отрицательная обратная связь на параметры и характеристикиусилителя?ОглавлениеД.В.Бутенко, Г.С.Черкасова.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
