Базовый делитель образован постоянными резисторами R1 и R2. Резистор R5 иммитирует активное сопротивление нагрузки, конденсатор С4 – емкостное сопротивление нагрузки.

3.1.1. Выбор рабочей точки транзистора при работе каскада в качестве предварительного усилителя

3.1.1.1. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=5 кГц и амплитудой 5 мВ.

3.1.1.2. Выполните расчет режима транзистора по постоянному току. Для этого щелкните левой кнопкой мыши по раскладному меню Analysis главного меню Electronics Workbench и выполните команду DC Opetating Point. В появившихся при этом результатах расчета режима усилительного каскада приведены потенциалы базы, эмиттера и коллектора транзистора.

3.1.1.3. Включите схему и по осциллограммам входного и выходного сигналов усилительного каскада определите его коэффициент усиления по напряжению. Проконтролируйте полученный результат по АЧХ каскада.

3.1.1.4. Контролируя по АЧХ коэффициент усиления каскада и регулируя с помощью резистора R2 напряжение смещения на базе транзистора, убедитесь в том, что коэффициент усиления каскада зависит от выбора рабочей точки транзистора.

3.1.1.5. Установите такое напряжение смещения, при котором коэффициент усиления максимален.

3.1.2. Влияние емкости входного разделительного конденсатора и емкости нагрузки на АЧХ и ФЧХ каскада

3.1.2.1. Получите АЧХ и ФЧХ усилительного каскада для С1=4.7 мкФ и С4=20 пФ. Определите по АЧХ нижнюю и верхнюю граничные частоты и полосу пропускания каскада, а по ФЧХ – сдвиг фазы выходного сигнала на нижней граничной, верхней граничной и средней () частотах.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

3.1.2.2. Повторите пункт 3.1.2.1 для С1 = 0.47 мкФ и С4 = 200 пФ.

3.1.2.3. Сопоставьте полученные в п. 3.1.2.1 и в п. 3.1.2.2 данные. Сделайте выводы о влиянии величин емкостей входного разделительного конденсатора и конденсатора нагрузки на АЧХ и ФЧХ каскада.

3.1.3. Измерение входного сопротивления каскада

Входное сопротивление каскада можно определить по уменьшению выходного напряжения, если на вход подан сигнал через резистор с известным сопротивлением (R6=1 кОм). Входное сопротивление определяется выражением

,

где UВЫХ и U’ВЫХ – соответственно амплитуды выходных напряжений без R6 и при его наличии.

3.1.3.1. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=5 кГц и амплитудой 2 мВ. Включите схему и убедитесь в отсутствии нелинейных искажений, измерьте по осциллограмме амплитуду сигнала UВЫХ.

3.1.3.2. Дополните схему усилительного каскада резистором R6=1 кОм. Определите по осциллограмме амплитуду сигнала U’ВЫХ. Рассчитайте входное сопротивление. Удалите из схемы резистор R6=1 кОм.

3.1.4. Измерение выходного сопротивления

Для определения выходного сопротивления усилительного каскада достаточно измерить его выходное напряжение UВЫХ в режиме холостого хода (когда резистор нагрузки R5=10 кОм отключен) и выходное напряжение U’ВЫХ при подключенной нагрузке. Тогда

.

3.1.4.1. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=5 кГц и амплитудой 2 мВ. Включите схему и убедитесь в отсутствии нелинейных искажений, измерьте по осциллограмме амплитуду сигнала U’ВЫХ.

3.1.4.2. Удалите из схемы усилительного каскада резистор нагрузки R5. Определите по осциллограмме амплитуду сигнала UВЫХ. Рассчитайте выходное сопротивление. Дополните схему усилительного каскада резистором R5=10 кОм.

3.1.5. Снятие амплитудной характеристики каскада

3.1.5.1. Вызовите файл 3_1.ewb. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=5 кГц и амплитудой 1 мВ.

3.1.5.2. Снятие амплитудной характеристики начинайте с амплитуды входного сигнала UВХ = 1 мВ через каждые 4мВ и продолжайте до тех пор, пока форма выходного сигнала не с

танет заметно отличаться от синусоиды. Для каждого значения амплитуды входного сигнала измерьте амплитуду выходного сигнала. За амплитуду выходного сигнала принимайте полный размах выходного сигнала, деленного на 2.

3.1.5.3. Результаты измерений занесите в таблицу. По полученным результатам постройте амплитудную характеристику усилительного каскада.

3.1.6. Влияние емкости входного разделительного конденсатора и емкости нагрузки на переходную характеристику каскада

3.1.6.1. Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования положительных импульсов прямоугольной формы с частотой следования f=25Гц и амплитудой 2мВ и скважностью 2. Получите осциллограммы входного и выходного сигналов усилительного каскада для С1 = 4.7мкФ и С4 = 20пФ. Убедитесь в том, что период этих импульсов обеспечивает наблюдение всей переходной характеристики, причем к моменту формирования на входе усилительного каскада очередного скачка напряжения выход каскада возвращается к нулевым начальным условиям.

Определите по переходной характеристике в области малых времен постоянную времени эквивалентной цепи интегрирующего типа усилительного каскада, а по переходной характеристике в области больших времен постоянную времени эквивалентной цепи дифференцирующего типа.

3.1.6.2. Повторите пункт 3.1.6.1 для следующих комбинаций емкостей разделительного конденсатора и конденсатора нагрузки:

- С1 = 4.7мкФ и С4 = 200пФ;

- С1 = 0.47мкФ и С4 = 20пФ.

3.1.6.3. Убедитесь в том, что переходная характеристика в области малых времен определяется емкостью конденсатора нагрузки, а в области больших времен – емкостью входного разделительного конденсатора.

3.2. Усилительный каскад с ОБ

3.2.1. Вызовите файл 3_2.ewb, в котором приведена схема усилительного каскада с ОБ (рис. 3.2).

Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=200 кГц и амплитудой 5 мВ.

3.2.2. Выполните расчет режима транзистора по постоянному току. Убедитесь в том, что переход база-эмиттер транзистора смещен в прямом направлении (открыт), а переход база-коллектор смещен в обратном направлении, т. е. закрыт.

3.2.3. Получите осциллограммы входного и выходного сигналов усилительного каскада и определите его коэффициент усиления по напряжению. Убедитесь в том, что каскад с ОБ не инвертирует входной сигнал.

3.2.4 Получите АЧХ и ФЧХ усилительного каскада. Определите нижнюю и верхнюю граничные частоты, полосу пропускания каскада, сдвиг фазы выходного сигнала и коэффициент усиления каскада по напряжению на средней частоте.

3.2.5. Измерьте в соответствии с п. 3.1.3 входное сопротивление каскада на средней частоте.

3.2.6. Измерьте в соответствии с п. 3.1.4 выходное сопротивление каскада на средней частоте.

3.3.Усилительный каскад с ОК

3.3.1. Вызовите файл 3_3.ewb, в котором приведена схема усилительного каскада с ОК (рис. 3.3).

Установите генератор испытательных сигналов в режим формирования синусоидального сигнала с частотой следования f=200 кГц и амплитудой 1В.

3.3.2. Выполните расчет режима транзистора по постоянному току. Убедитесь в том, что переход база-эмиттер транзистора смещен в прямом направлении (открыт), а переход база-коллектор смещен в обратном направлении, т. е. закрыт.

3.3.3. Получите осциллограммы входного и выходного сигналов усилительного каскада и определите его коэффициент усиления по напряжению. Убедитесь в том, что каскад с ОК не инвертирует входной сигнал.

3.3.4. Получите АЧХ и ФЧХ усилительного каскада. Определите нижнюю и верхнюю граничные частоты, полосу пропускания каскада, сдвиг фазы выходного сигнала и коэффициент усиления каскада по напряжению на средней частоте.

3.3.5. Измерьте в соответствии с п. 3.1.3 входное сопротивление каскада на средней частоте.

3.3.6. Измерьте в соответствии с п. 3.1.4 выходное сопротивление каскада на средней частоте.

3.3.7. По полученным экспериментальным данным составьте сводную таблицу параметров усилительных каскадов с ОЭ, ОБ и ОК. В таблице укажите коэффициенты усиления по напряжению, верхние и нижние граничные частоты, полосы пропускания, входные и выходные сопротивления.

4. ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ

4.1. RC-каскад с отрицательной последовательной обратной связью по току

4.1.1. Вызовите файл 4_1.ewb, в котором приведена схема усилительного каскада с ОЭ (рис. 4.1). Обратите внимание на наличие в цепи эмиттера транзистора двух резисторов R4 и R5. При шунтировании конденсатором С3 (его емкость достаточно велика) обоих резисторов коэффициент обратной связи на средних частотах b1(fСР) = 0, т. е. обратная связь по переменному току отсутствует. Если зашунтировать этим конденсатором только резистор R5, то без учета нагрузки b2(fСР)=R4/R3≈0,1. Если ни один из резисторов R4 R5 не шунтируется конденсатором, то b3(fСР)=(R4+ +R5)/R3≈0,7.

4.1.2. Выполните расчет режима транзистора по постоянному току. Убедитесь в том, что переход база-эмиттер транзистора смещен в прямом направлении (открыт), а переход база-коллектор смещен в обратном направлении, т. е. закрыт.

4.1.3. Получите АЧХ усилительного каскада при трех вышеуказанных коэффициентах обратной связи на средних частотах при RН=R6=10 кОм и СН=С4=200 пФ. Определите коэффициент усиления каскада по напряжению, нижнюю и верхнюю граничные частоты и полосу пропускания каскада для всех коэффициентов обратной связи. Полученные результаты занесите в таблицу.

4.1.4. На средних частотах fСР снимите амплитудные характеристики усилительного каскада при трех различных значениях коэффициента обратной связи. Диапазон изменения входных сигналов выберите сами.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6