В.В. Дуркин - Схемотехника аналоговых электронных устройств - МУ к лабораторной работе №2 (1267372)
Текст из файла
СХЕМОТЕХНИКА АНАЛОГОВЫХЭЛЕКТРОННЫХ УСТРОЙСТВМетодические указанияк лабораторной работе №2«Исследование дифференциальногоусилителя постоянного тока»для студентов III-IV курсов РЭФдневной и заочной формы обученияНОВОСИБИРСК2008Составители: В.В. Дуркин, канд. техн. наук, доц.С.В. Тырыкин, канд. техн. наук, доц.Работа подготовлена на кафедре радиоприемныхи радиопередающих устройств© Новосибирский государственныйтехнический университет, 20082ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ И ПОРЯДОКВЫПОЛНЕНИЯ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ1. Лабораторный практикум по курсу «Схемотехника аналоговых электронных устройств» состоит из четырех лабораторныхработ, каждая из которых рассчитана на четыре академическихчаса. Перечень работ, выполняемых студентом, определяетсятребованиями образовательных стандартов и может изменяться взависимости 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 должна включать 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 должны предъявить преподавателю результаты проведенных измерений и получить соответствующую отметку в журнале. Допускается предъявление чернового варианта отчета, при этом чистовой вариантоформляется 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;3–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 дополнительноназначенный день.9. Наличие невыполненных или незащищенных работ лишает студента допуска к экзамену (зачету).4ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГОУСИЛИТЕЛЯ ПОСТОЯННОГО ТОКАЦель работы: изучить принцип действия дифференциальногоусилителя (ДУ), определить реакции ДУ на дифференциальные исинфазные сигналы, приобрести навыки измерения параметровДУ на переменном и постоянном токе.1. Описание схемы лабораторной установкиИсследуемая схема ДУ и все необходимые для выполненияработы дополнительные элементы находятся в блоке №2 лабораторного стенда (рис.
1). Он содержит следующие узлы:1. Согласованная пара транзисторов VT1 и VT2 c коллекторными нагрузками R11 и R15, образующими исследуемый дифференциальный каскад.2. Элементы VT3, R12-R14, R18, VD1 и SA3 – образуют генератор стабильного тока (ГСТ) для питания дифференциальногокаскада. Переключатель SA3 позволяет изменять величину токаформируемого ГСТ (доступны два значения тока Iгст1 и Iгст2).3.
Резисторы R1-R5, образующие мост, для формирования регулируемого постоянного синфазного напряжения. Установленное резистором R1 значение синфазного напряжения можно проконтролировать вольтметром постоянного тока на гнезде X2.4. Резисторы R7-R10, образующие мост, для формированиярегулируемого постоянного дифференциального напряжения.Установленное резистором R10 значение дифференциальногонапряжения можно проконтролировать на гнезде X1.5. Переключатель SA1 управляет подачей сигнала на вход ДУ.В верхнем положении переключателя на один вход ДУ подаетсясигнал с гнезда X1, а второй вход подключается к общему проводу.
Таким образом реализуется подача дифференциального сигнала. В нижнем положении переключателя SA1 на оба входа ДУ5подаются одинаковые сигналы с гнезда X2, чем реализуется подача синфазного сигнала.6. Резистор R17 и переключатель SA2 образуют цепь, нарушающую симметрию схемы ДУ, за счет уменьшения сопротивления коллекторной нагрузки транзистора VT2.7. При исследовании ДУ на постоянном токе для измерениянапряжений используется универсальный вольтметр M830-B(см. приложение 1). При исследовании ДУ на переменном токе вкачестве источника сигнала используется генератор Г3-112 (см.приложение 3), а измерение переменных напряжений осуществляется вольтметром переменного тока В3-38 (см.
приложение 2).Внимание! При проведении измерений (кроме пункта 4) переключатель SA2 должен находиться в положении “выкл”.67R1X2 10к“дифф.”X3“синф.”входX1“синф.”R7270R6270R10680R912к“дифф.”R812кSA1“синф.”“дифф.”R12VD1VD3КС139АR14R13VT3VT1R18VT2R1710кR19510R152.4кIГСТ2IГСТ1“выкл.”“асимм.”R211.2кSA3SA2R16510 R201.2кРис.
1. Вид лицевой панели блока №2«Дифференциальный усилитель постоянного тока»R311кR52.7кR42.7кR211кR112.4кVD2КС139А-12 ВHL2АЛ102HL1АЛ102+12 ВX4X5выход2. Основные определения, расчетные соотношения итеоретические сведенияДифференциальный каскад (усилитель) – балансная (мостовая) усилительная схема, имеющая два симметричных входа иреагирующая (в идеале) только на разность напряжений, приложенных к этим входам.Синфазные сигналы – в случае гармонических сигналов этосигналы, имеющие одинаковую амплитуду и фазу.Дифференциальные сигналы – в случае гармонических сигналов это сигналы одинаковые по амплитуде, но противоположныепо фазе.Напряжение смещения нуля – это дифференциальное напряжение, которое необходимо подать на вход ДУ, для того чтобы наего симметричном выходе установилось нулевое напряжение.Дрейф нуля – изменение во времени конечного напряжения навыходе ДУ при отсутствии входных сигналов, обусловленное несимметричность ДУ и воздействием на него различных дестабилизирующих факторов.Коэффициент ослабления синфазного сигнала – отношениекоэффициента передачи дифференциального сигнала ( K Д ) к коэффициенту передачи синфазного сигнала ( KС ):К ОС .СФ = 20 lg( K Д / K С ) .(1)Основные достоинства ДУ:− низкая чувствительность к изменениям напряжения питанияи температуры;– возможность использования глубокой ООС для повышениястабильности режима по постоянному току без уменьшения усиления полезного сигнала;– наличие двух входов и двух выходов, позволяет строить инвертирующие, неинвертирующие усилители и другие схемы аналоговой обработки сигналов;– низкая чувствительность к одинаковым постоянным входным напряжениям, что облегчает решение проблемы межкаскадных связей в усилителях постоянного тока (УПТ).8Принцип действия ДУНа рис.
2 приведена упрощенная принципиальная схема однокаскадного ДУ. Пусть на вход ДУ, симметрично относительнооси А-А′, поступают синфазные сигналы, т.е. сигналы, амплитуды и фазы которых совпадают. Так как в отсутствии входныхсигналов каскад сбалансирован (симметричен), то на коллекторахобоих транзисторов устанавливаются одинаковые напряженияU К = E П − I К R К и выходное напряжение U2 = 0.АRKiK+EПiKU2(+)(+)iЭiЭU1(-)U1А′Рис.
2. Упрощенная принципиальнаясхема однокаскадного ДУ(-)При подаче синфазных сигналов, например, положительнойполярности, коллекторные токи обоих транзисторов возрастут наодну и ту же величину, что вызовет одинаковое уменьшение коллекторных напряжений, т.е. uК1=uК2=UК – iКRК и выходное напряжения u2 = uК1 – uК2 = 0.Если на входы поступают дифференциальные (парафазные)сигналы, т.е. сигналы, равные по амплитуде, но противоположные по фазе (полярности), то (при данной полярности этих сигналов) uК1=UК + iКRК, uК2=UК – iКRК и u2=uК1 – uК2=2iКRК.Таким образом, идеально симметричный ДУ усиливает только дифференциальные сигналы и не реагирует на синфазные сигналы.
Т.к. к синфазным компонентам можно отнести, например,9изменение температуры окружающей среды или изменение напряжения питания, то такой ДУ будет обладать идеальной температурной стабильностью и не будет реагировать на изменениенапряжения питания. Кроме того, он не будет чувствителен кодинаковым постоянным напряжениям на обоих входах, что облегчает осуществление межкаскадных связей.Если же ДУ несимметричен, то в отсутствии входных сигналов, на его выходе появляется конечное напряжение, которое изменяется во времени из-за воздействия на ДУ различных дестабилизирующих факторов.Это изменение называется дрейфом нуля выходного напряжения. Величину этого напряжения и его дрейф можно уменьшитьвведением отрицательное обратной связи (ООС) для синфазныхсоставляющих (рис. 3.а).
Характеристики
Тип файла PDF
PDF-формат наиболее широко используется для просмотра любого типа файлов на любом устройстве. В него можно сохранить документ, таблицы, презентацию, текст, чертежи, вычисления, графики и всё остальное, что можно показать на экране любого устройства. Именно его лучше всего использовать для печати.
Например, если Вам нужно распечатать чертёж из автокада, Вы сохраните чертёж на флешку, но будет ли автокад в пункте печати? А если будет, то нужная версия с нужными библиотеками? Именно для этого и нужен формат PDF - в нём точно будет показано верно вне зависимости от того, в какой программе создали PDF-файл и есть ли нужная программа для его просмотра.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
