Описание лабораторной установки

Исследуемый усилитель смонтирован в лабораторном макете (рис. 11). Включение элементов схемы осуществляется перемычками. Цепи коррекции усилителя рассчитаны для ёмкости разделительного конденсатора С_р1 и ёмкости нагрузки С_н1. При замыкании гнёзд 3-4 параллельно конденсатору С_ф включается конденсатор большой ёмкости, и цепочка С_ф-R_ф 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 вольтметр В3-38А.

Рис. 11. Схема лабораторного макета для исследования усилителя на биполярном транзисторе

Параметры макета:

R1 = 27 кОм С3 = С_ф = 60 нф

R2 = 4 кОм С4 = С_р2 = 1 мкф

R3 = R_ф = 2,2 кОм С5 = С_р1 = 0,01 мкф

R4 = R_к = 1,1 кОм С6 = С_э1 = 5 нф

R5 = R_э1 = 510 Ом С7 = С_э2 = 500 мкф

R6 = R_э2 = 33 Ом С8 = С_н1 = 750 пф

R7 = R_н = 2 кОм С9 = С_н2 = 0,01 мкф

Задание и порядок выполнения работы

1. 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.

2. Собрать схему усилителя.

Подключить схему усилителя к источнику питания (гнёзда -Е_к – 2’). Ко входу усилителя (гнёзда 1-2) подключить генератор сигнала Г3-112. Замкнуть гнёзда 3-4 и 7-10. Осциллограф АСК-1022 подключить ко входу усилителя (канал А) и к выходу усилителя (канал В). После проверки схемы преподавателем подать напряжение Е_к=-15 В.

3. Измерить амплитудные характеристики усилителя.

Измерения производить на частоте 1 кГц. Плавно увеличивая входное напряжение, определить максимальный размах выходного и входного напряжений (2U_{m вых макс} и 2U_{m вх макс} соответственно), соответствующие появлению двустороннего ограничения выходного сигнала. Исходя из значения 2U_{m вх макс}, определить такой шаг изменения входного напряжения, при котором амплитудная характеристика будет строиться минимум по 8 точкам. Изменяя 2U_{m вх} от 2U_{m вх макс} до нуля с выбранным шагом, измерять соответствующие 2U_{m вых}. При измерениях обращать внимание на то, как снижаются нелинейные искажения выходного сигнала при уменьшении входного сигнала.

Измерения выполнить без цепей коррекции для трёх случаев:

а) отключена нагрузка R_н. Осциллограф для измерения выходного напряжения подключается к гнёздам 5-14;

б) включена нагрузка R_н. Замкнуть гнёзда 5-11. Осциллограф подключить к гнёздам 12-14;

в) включена нагрузка R_н, введена отрицательная обратная связь по переменному току. Разомкнуть гнёзда 7-10, замкнуть гнёзда 8-10.

Измеренные характеристики построить в одной системе координат. На каждой характеристике выделить линейный участок.

4. Измерить амплитудно-частотные характеристики усилителя.

Амплитуду входного напряжения выбрать на линейном участке амплитудной характеристики, 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 построении АЧХ использовать логарифмический масштаб по оси частот; измерения проводить на частотах, кратных 2, 4, 10 (20, 40, 100, 200, 400 Гц; 1 кГц, 2кГц и т. д.). Для измерения выходного напряжения по указанию преподавателя можно использовать осциллограф АСК-1022 (канал В) или вольтметр В3-38А.

Измерения выполнить при одном и том же входном напряжении для шести случаев:

а) включена ёмкость разделительного конденсатора С_р1, ёмкость нагрузки С_н1, коррекция отключена. Замкнуть гнёзда 3-4, 7-10, 6-11. Осциллограф (вольтметр) подключить к гнёздам 12-14.

б) включена ёмкость разделительного конденсатора С_р2 > С_р1 , ёмкость нагрузки С_н1, коррекция отключена. Разомкнуть гнёзда 6-11, замкнуть гнёзда 5-11.

в) включена ёмкость разделительного конденсатора С_р2, ёмкость нагрузки С_н1+С_н2, коррекция отключена. Замкнуть гнёзда 13-15.

г) включена ёмкость разделительного конденсатора С_р1, ёмкость нагрузки С_н1, введена НЧ-коррекция. Разомкнуть гнёзда 5-11, 15-13, 3-4. Замкнуть гнёзда 6-11.

д) включена ёмкость разделительного конденсатора С_р1, ёмкость нагрузки С_н1, введена ООС, НЧ-коррекция отключена. Разомкнуть гнёзда 7-10. Замкнуть гнёзда 3-4, 8-10.

е) включена ёмкость разделительного конденсатора С_р1, ёмкость нагрузки С_н1, введена ВЧ-коррекция. Замкнуть гнёзда 7-9.