2. Цели работы
1. Изучение принципов построения и работы транзисторного усилителя мощности.
2. Определение влияния угла отсечки коллекторного тока транзистора на энергетические характеристики транзисторного усилителя мощности.
3. Снятие нагрузочной и настроечной характеристик транзисторного усилителя мощности при простой и при сложной схемах выхода.
4. Наблюдение осциллограмм токов и напряжений в контрольных точках транзисторного усилителя мощности при различных режимах работы транзистора.
Часть 1. Исследование транзисторного генератора с внешним возбуждением с простой схемой выхода
Порядок выполнения 1-й части работы следующий.
1. Ознакомиться с расположением органов управления стендом и поставить потенциометры, регулирующие уровни напряжений смещения и возбуждения, в крайнее левое положение. Включить для прогрева лабораторный стенд и осциллограф. На экране ЖКД в правой верхней части лицевой панели должна появиться надпись, указывающая на работоспособность встроенного мультиметра, а на светодиодном индикаторе установки частоты генератора сигнала возбуждения высветится текущее значение частоты. Перед началом работы, нажимая кнопки клавиатуры мультиметра, следует изучить последовательность вывода информации на экран ЖКД.
2. Исследовать влияние угла отсечки
коллекторного тока транзистора на
основные энергетические характеристики
усилителя. Для этого с помощью органов
управления стендом "собрать"
усилитель мощности с простой схемой
выхода (S1 – положение 1, S2 – 1).
Установить напряжение смещения
= 0,65 В,
напряжение возбуждения
= 0,15 В,
а частоту сигнала возбуждения f –
равной резонансной частоте выходного
контура. При этом ток контура должен
достичь своего максимального значения,
а формы импульсов коллекторного и
эмиттерного токов будут представлять
собой косинусоидальные импульсы с углом
отсечки, близким к 90.
Увеличивая напряжение возбуждения,
выставить постоянную составляющую
коллекторного тока
= 20 мА
и зафиксировать с помощью осциллографа
максимальное значение импульса
коллекторного тока.
Изменяя напряжение смещения
от 0,35 до 0,85 В и поддерживая постоянной
максимальное значение импульса
коллекторного тока изменением напряжения
возбуждения
,
снять зависимости
,
и тока контура
от напряжения смещения. С помощью
соотношения 
(здесь
= 0,65
В – напряжение отпирания транзистора)
пересчитать полученные зависимости
как функции угла отсечки. Полученные
данные свести в таблицу. Рассчитать
потребляемую
,
отдаваемую
,
рассеиваемую на коллекторе транзистора
мощности и КПД усилителя
=
/
,
где
=
(
= 11 В
– напряжение источника коллекторного
питания);
= 
(
= 30 Ом
– сопротивление нагрузки контура);
=
–
.
По полученным данным построить графики
,
,
и
как функции угла отсечки
.
3. Снять нагрузочные характеристики
усилителя мощности с простой схемой
выходной цепи, т. е. зависимости
,
,
и
в функции от эквивалентного сопротивления
контура
= 1/[
],
где ω = 2πf – частота входного
сигнала, равная резонансной частоте
контура;
– емкость связи.
Для снятия указанных зависимостей
установить значение напряжения смещения
= 
,
переключатель S1 в положение 3 и,
изменяя напряжение возбуждения, добиться
граничного режима работы, контролируя
форму импульса коллекторного тока с
помощью осциллографа. Далее, изменяя с
помощью переключателя S1 коэффициент
связи с контуром в возможных пределах
и поддерживая постоянными напряжения
смещения и возбуждения, снять зависимости
,
,
от положения переключателя. В
недонапряженном режиме настройку
контура в резонанс регистрировать по
максимуму контурного тока, а в
перенапряженном – по симметричной
форме импульсов коллекторного тока.
Полученные данные свести в таблицу,
определить для каждого положения
переключателя значение
,
рассчитать
,
,
и
и построить соответствующие графики.
При расчете
воспользоваться приведенными далее
значениями
,
соответствующими различным положениям
переключателя.
S1 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
, нФ |
10 |
6,7 |
5 |
3,3 |
2,5 |
Для случаев недонапряженного, граничного и перенапряженного режимов работы транзистора с помощью осциллографа снять осциллограммы импульсов базового, коллекторного и эмиттерного токов УЭ.
4. Снять настроечные характеристики усилителя, т. е. зависимости , , и в функции от частоты входного сигнала. Эксперимент провести для двух значений коэффициента связи с контуром, соответствующих на резонансной частоте граничному (S1 – 3) и перенапряженному (S1 – 4) режимам работы транзистора при постоянных значениях напряжений смещения и возбуждения, установленных в п. 3. Одновременно (аналогично п. 3) наблюдать и изменение форм импульсов токов. Частоту входного сигнала f менять в пределах от 180 до 220 кГц.
Экспериментальные , , = F(f) и расчетные , , , = F(f) зависимости свести в таблицу и построить соответствующие графики.