«Исследование бестрансформаторного усилителя мощности»
Цель работы: исследование одиночного усилительного каскада на биполярном транзисторе в схеме с общей базой (ОБ). Усилительный каскад предназначен для преобразования синусоидального входного напряжения в синусоидальное выходное напряжение большей амплитуды.
2.1. Собрать схему, представленную на рис.2, где
Рис. 2
Rвх = 100 Ом; С1 = 4,7 мкФ;
R1 = 51 кОм; С2 = 4,7 мкФ;
R2 = 8,2 кОм; С3 = 100 мкФ;
R3 = 510 кОм; f = 5 кГц
R4 = 2,4 кОм; Uм вх = 0,1 В
Rн = 2,4 кОм;
2.2. Определить зависимость коэффициента усиления по напряжению Ku и сквозного коэффициента усиления Kскв от значения сопротивления нагрузки Rн предварительно заполнив таблицу 5, и построить графики зависимости Ku = f (Rн) и Kскв = f (Rн).
Таблица 5.
Rн, кОм |
Ec, В |
Uвх, В |
Uвых, В |
Ku |
Kскв |
0,51 |
0,1 |
|
|
|
|
1,2 |
0,1 |
|
|
|
|
2,4 |
0,1 |
|
|
|
|
5,1 |
0,1 |
|
|
|
|
10 |
0,1 |
|
|
|
|
20 |
0,1 |
|
|
|
|
100 |
0,1 |
|
|
|
|
510 |
0,1 |
|
|
|
|
1000 |
0,1 |
|
|
|
|
Ku = Uвых/Uвх (1)
Кскв = Uвых/Ec (2)
2.3. Определить АЧХ усилительного каскада при Rн =10 кОм, используя соотношение (1).
Для определения зависимости K = F (f) заполнить таблицу 6, на основании которой построить график зависимости Ku дб = F (lg f) и Kскв дб = F ( lgf).
Определить полосу пропускания данного усилительного каскада.
Таблица 6.
F, кГц |
0,064 |
0,128 |
0,25 |
0,5 |
1,0 |
10 |
100 |
2000 |
5000 |
20000 |
50000 |
100000 |
Ec, В |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
0,1 |
Uвх, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ku |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ku, дб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kскв |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Kскв, дб |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2.4. Определить ФЧХ усилительного каскада при Rн = 10 кОм и Uвх = 0,1 В, используя косвенный метод измерения угла сдвига фаз между входным и выходным напряжениями [см. соотношение (2)].
Для определения зависимости = F (f) заполнить таблицу 7, на основании которой построить график этой зависимости.
Таблица 7.
f, кГц |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
1 |
5 |
10 |
100 |
1000 |
5000 |
10000 |
20000 |
30000 |
40000 |
50000 |
T, мс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
T, мс |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1
Т – период входного и выходного напряжения, Т = -------,
f
T – время сдвига между этими напряжениями.
360
= ---------- T (3)
T
2.5. Определить зависимость амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного напряжения при Rн = 10 кОм и f = 5 кГц.
Для определения зависимости Uвых = F (Uвх) заполнить таблицу 8, на основании которой и построить график этой зависимости.
Таблица 8.
Uвх, В |
0,025 |
0,25 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
Uвых, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых, В |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
После получения зависимости сделать вывод, при каких значениях Uвх начинаются искажения выходных сигналов и объяснить это.
2.6. Выключить осциллограф и схему, закрыть окно с этой схемой.
Контрольные вопросы:
1. Нарисуйте основные схемы усилителей. 2. Расскажите о принципах построения многокаскадных усилителей? 3. Назовите режимы работы усилителей. Поясните их особенности. В каких случаях они используются? 4. Опишите назначение элементов различных схем усилителей.
Лабораторная работа № 3