Порядок выполнения работы

1 Ознакомиться с устройством и принципом работы каскадов транзисторного усилителя низкой частоты. Изучить схему установки для исследования усилителя.

2 Подготовить стенд к работе, для чего:

2.1 Выключатели, переключатели и ручки управления установить в исходное положение:

 выключатели вертикального действия  вниз;

выключатели горизонтального действия  в левое крайнее положение;

 переключатели и ручки регулировки  в среднее положение.

2.2 Клемму заземления, расположенную на кронштейне под крышкой на задней стенке, соединить с контуром общего заземления.

2.3 Используя соединительные провода, обеспечить:

 соединение генератора низкой частоты (гнезда "1:1" и "земля") с входом первого усилительного каскада (гнезда Х1 и "земля");

 соединение входного милливольтметра к входу первого каскада усилителя (гнезда Х1 и "земля");

 соединение выходного милливольтметра к выходу первого каскада (гнезда "Х3" и "земля");

подключить частотомер к выходным гнездам ("1:1"и "земля") генератора низкой частоты.

2.4 Включить тумблер "Сеть" установки и измерительных приборов.

2.5 Включатель Е_К установить в положение Е_К1 и ручкой Е_К* установить по вольтметру pV напряжение 24 В.

3 Снять амплитудную характеристику первого каскада усилителя без обратной связи, для чего:

3.1 Установить частоту генератора низких частот, равную 1000 Гц, используя переключение грубой регулировки частоты на предел 0,2 ÷ 2 кГц и доводку потенциометром точной регулировки.

3.2 На частоте 1000 Гц при изменении входного сигнала с помощью потенциометра U_вых генератора фиксировать значение напряжения по выходному милливольтметру и данные занести в таблицу 11.

3.3 Повторить пункт 3 для Е_К = 18 В и Е_К = 12 В и данные занести в таблицу 11.

Таблица 11 (f = 1000 Гц)

Uвх, мВ
Uвых,В при Ек = =24 В
Uвых, В при Ек = =18 В
Uвых, В при Ек = =12 В

3.4 Повторить пункт 3 при включенном потенциометре R_ос1 (включить S1) и данные занести в таблицу 12.

3.5 Установить R_ос1 в крайнее левое положение, включить тумблер S2 и повторить пункт 3, данные занести в таблицу 18.

3.6 Включить R_ос1 и S2 и повторить п. 3, а данные занести в таблицу 12.

Таблица 12 (Ек = 24 В, f = 1000 Гц)

Uвх, мВ
Uвых,В при S1 вкл., Rос1 вкл.
Uвых, В при S2 вкл., Rос1 = 0
Uвых, В при S2 вкл., Rос1  0

4 Снять частотную характеристику усилителя, для чего:

4.1 Выполнять пункт 2.

4.2 Потенциометром U_вых генератора устанавливается предель-ное значение напряжения U_вх усилителя, которое в дальнейшем поддерживается постоянным на всех частотах.

4.3 Переключателем грубой регулировки частоты и потенцио-метром точной регулировки изменять частоту в пределах, указанных на панели, при этом, фиксируя значение выходного напряжения каскада усилителя и данные занести в таблицу 13.

4.4 Повторить пункт 4.3 при включении потенциометра R_ос1 и данные занести в таблицу 13.

4.5 Установить R_ос1 в крайнее левое положение, включить тумблер S2, повторить пункт4.3 и данные занести в таблицу 13.

4.6 Включить R_ос1 и переключатель S2 и повторить пункт 4.3, а данные занести в таблицу 13.

Таблица 13 (U_вх = const)

f, Гц
Uвых при Rос1=0, S2=0
Uвых при Rос10, S2=0
Uвых при Rос1=0, S20
Uвых при Rос10, S20

Оформление отчета

Отчет должен содержать:

1 Цель работы.

2 Краткое описание принципа работы каскада усилителя низкой частоты.

3 Принципиальную схему установки с перечнем оборудования и приборов, использованных в работе.

4 Таблицы с экспериментальными данными и графики амплитудных U_вых = f(U_вх) при f = const и частотных U_вых = f(f) при U_вх = const характеристик каскада усилителя.

5 Разработать методику исследования второго каскада усилителя по указанию преподавателя.

6 Выводы по работе.

Контрольные вопросы

1 Основные схемы включения транзистора в усилителях.

2 Принцип действия простейшего усилителя низкой частоты.

3 Принцип действия многокаскадного усилителя низкой частоты.

4 Реализация и принцип действия обратных связей.

5 Назначение различных элементов усилителя.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 5

ИССЛЕДОВАНИЕ КОМПЕНСАЦИОННОГО СТАБИЛИЗАТОРА НАПРЯЖЕНИЯ

Цель работы

Изучить принцип действия компенсационного стабилизатора напряжения, методов расчета и выбора их элементов, снятия их характеристик.

Время выполнения – 2 часа.

Теоретический раздел

В данной лабораторной работе рассматривается другой тип стабилизатора – компенсационный стабилизатор.

В компенсационных стабилизаторах производится сравнение фактической величины выходного напряжения с его заданной величиной и в зависимости от величины и знака рассогласования между ними автоматически осуществлять корректирующее воздействие на элементы стабилизатора, направленное на уменьшение этого рассогласования.

Схемы компенсационных стабилизаторов постоянного напряжения бывают последовательного и параллельного типов. Основными элементами стабили-заторов являются: источник опорного (эталонного) напряжения, сравнивающий и усилительный элемент, регулирующий элемент.

Компенсационные стабилизаторы напряжения (рисунок 5.1) обладают более высоким и меньшим по сравнению с параметрическими. Их принцип действия основан на том, что изменение напряжения на нагрузке (под действием изменения или ), передается на специально вводимый в схему регулирующий элемент, препятствующий изменению напряжения .

Рассматриваемый стабилизатор состоит из составного регулирующего транзистора VT2, VT3, источника опорного напряжения VD2 и R₄, делителя напряжения эмиттерного повторителя на транзисторе VT1 и усилителя постоянного тока на транзисторе VT4.

Применение составного транзистора позволяет существенно увеличить коэффициент усиления по току и согласовать мощный транзистор VT2 с маломощным усилительным транзистором VT4, резистор смещения задает необходимую рабочую точку транзисторов VT2 и VT3 в режиме малых токов нагрузки и при повышенных температурах.

Напряжение питания усилителя постоянного тока (УПТ) оказывает значительное влияние на стабильность выходного напряжения. При питании УПТ непосредственно входным напряжением стабилизатора, изменение напряжения приводит к значительным изменениям тока коллектора, что в свою очередь уменьшает стабильность напряжения . Для стабилизации тока кол-лектора УПТ в качестве нагрузки транзистора VT4 используется эмиттерный повторитель VT1.

Так как эмиттерного повторителя равно напряжению на стабилитроне VD1 и мало зависит от изменения , то ток эмиттера VT1, а, значит, и ток коллектора VT1 также мало зависят от изменения входного напряжения .

Схема сравнения состоит из источника опорного напряжения на стабилитроне VD2 и сравнивающего делителя напряжения состоящего из сопротивлений .

Напряжение источника опорного напряжения (VD2) – U_оп (гнезда 6-10), сравнивается с напряжением (гнезда 9-10), которое изменяется пропорционально изменениям выходного напряжения .

Стабилизирующее действие схемы обусловлено наличием в ней глубокой отрицательной обратной связи по приращениям выходного напряжения . Предположим, что напряжение уменьшилось, напряжение также уменьшится. Снижение вызывает уменьшение напряжения на базе VT4 ( ), а, следовательно, его токов . Уменьшение тока приводит к меньшему падению напряжения на переходе коллектор-эмиттер транзистора VT1 и резистора , и увеличению напряжений транзистора VT3. Вследствие увеличения напряжения напряжение транзистора VT2 уменьшается, повышая тем самым почти до прежней величины напряже-ние . Подобно рассмотренному случаю, осуществляется компенсация изме-нения напряжения при увеличении , также при изменениях тока нагрузки.