2. Порядок выполнения работы

1. Макет лабораторной работы приведен на рис.8.1. Макет лабораторной работы включает в себя: биполярный транзистор VT1, термостабилизирующую цеочку Rэ, Сн, делитель напряжения для установки точки покоя R1,R2, разделительные конденсаторы С1 и С2, резисторы R_к и нагрузка R_н.

Рисунок 8.1. Макет лабораторной работы усилительного каскада на биполярном транзисторе

Данные каскада: VT: KT315Г

Ek=15 B; Rг =1 кОм; R₁=30 кОм; R₂=3 кОм; Rk=1,5 кОм; Rэ=160 Ом; Rн=3кОм; Cн=4,7 нФ; С₁=6,8 мкФ; С₂=3,3 мкФ.

Для исследования усилительного каскада используется звуковой генератор 3Г, осциллограф и цифровой вольтметр.

2.2 Исследование усилительного каскада.

2.2.1 Снять и построить передаточные характеристики усилителя.

при отсутствии обратной связи (кнопка S1 нажата) для двух случаев:

• нагрузка отключена (кнопка S2 отжата) Rн= ;

• нагрузка подключена (кнопка S2 нажата) Rн=3.0 кОм.

Для снятия этих характеристик необходимо переключателем ''кГц '' установить частоту f=1кГц. Входное напряжение U_вх устанавливать от минимального до максимального значения с помощью ручки Е_г. Значения напряжений U_вх и U_вых снимать в контрольных точках макета Х2 и Х4 при помощи цифрового вольтметра. По этим значениям построить график характеристики и для линейного его участка определить коэффициент усиления: К= ∆U_вых / ∆U_вх.

2.2.2 Подключить к контрольным точкам Х2 и Х4 гнезда Y1(1) и Y3(11) осциллографа. Кнопки S1 и S2 нажаты. Изменяя ручкой “Е_г” входное напряжение от минимального до максимального значения наблюдать появление искажений сигнала на выходе усилителя. Зарисовать осциллограммы в момент появления искажений и зафиксировать значение напряжений U_вх и U_вых при помощи цифрового вольтметра. Полученное значение U_вх принять за максимальное U_{вх max}, а из него определить U_{вх const}, с округлением до ближайшего значения U_{вх const}=0.5U_{вх мах}, которое будет использовано для определения К_u, К_i, K_p, R_вх, R_вых, построения АЧХ и определения по ней М_н и М_в.

2.2.3 Экспериментально определить коэффициенты усиления усилителя К_u, К_i и K_p, входное R_вх и выходные R_вых сопротивления.

2.2.3.1 Для определения К_u необходимо нажать кнопки S1 и S2, переключателем ''кГц '' установить частоту 1 кГц, ручкой ''Е_г'' установить входное напряжение U_вх=U_{вх const} при этом на выходе усилителя установится определенное выходное напряжение U_вых. С помощью цифрового вольтметра измерить в точках Х1, Х2 и Х4 соответственно Eг, U_вх и U_вых. На основе полученных значений определить К_u по формуле:

U_вых/U_вх.

2.2.3.2 Для определения К_i выполнить подпункт 2.2.3.1 и на основе полученных значений определить К_i по формуле:

К_i=I_вых/I_вх=U_вых*R_г/(R_н(Е_г-U_{вх const})).

2.2.3.3 На основе полученных значений К_u и K_i определить К_р по формуле:

К_р=K_u*K_i.

2.2.3.4 На основе значений параметров, полученных в подпункте 2.2.3.1, определить Rвх по формуле:

R_вх=U_{вх const} *R_г/(E_г-U_{вх const}).

2.2.3.5 Для определения R_вых необходимо выполнить подпункт 2.2.3.1 и добавить измерения выходного напряжения при отжатой кнопке S2 (Rн= ,опыт холостого хода) U_{вых хх} в контрольной точке Х4 и по полученным значениям определить Rвых по формуле:

R_вых=(U_{вых хх} – U_вых)*R_н/U_вых.

2.2.4 Снять и построить амплитудно-частотную характеристику АЧХ при отсутствии обратной связи (кнопка S1 нажата) U=U_{вх const} при изменении частоты входного сигнала f переключателем ''кГц'' от 0.08 до 20 кГц , в контрольной точке Х4 измерять значения U_вых и U_{вых хх} (соответственно при нажатой и отжатой кнопке S2), полученные данные занести в таблицу, по ним определить К_u и К_{u хх} и построить соответствующие характеристики.

2.2.5 По полученным в пункте 2.2.4 данным определить коэффициент частотных искажений М усилителя для всех случаев: под нагрузкой R_н и при R_н= на нижней частоте fн=150Гц (М_н=К_ср/К_н) и на верхней f_в=20кГц (М_в=К_ср/К_н), где К_н, К_в и К_ср - коэффициент усиления по напряжению соответственно на нижней, верхней и средних частотах.

2.2.6 Теоретически рассчитать значения исследуемых параметров усилителя, сравнить их с экспериментальными и объяснить полученные расхождения.

3.Содержания отчета

3.1 Схема макета усилительного каскада на биполярном транзисторе.

3.2 Таблицы экспериментальных и теоретических значений определяемых параметров усилительного каскада.

3.3 Передаточные и амплитудно-частотные характеристики усилителя и полученные по ним значения коэффициентов усиления частотных искажений.

4.Контрольные вопросы

4.1 Электронные усилители: основные понятия и определения.

4.2 Основные характеристики и параметры усилителя.

4.3 Виды и назначение схем замещения усилителя.