УЧЕБНЫЕ ЗАДАНИЯ И МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

К ИХ ВЫПОЛНЕНИЮ

Задание 1

Определить предельные допустимые параметры транзистора 2 N 3904

С помощью EWB 5.12 ( MS 12) снять входные и выходные характеристики транзистора 2 N 3904.

На графике выходных характеристик построить нагрузочную характеристику для получения максимальной мощности при Е₂=10-12 В (см. рис. 7.4).

Выполнить расчёт параметров элементов схемы с помощью следующих соотношений:

R_K » E₂/I_{K . max} - сопротивление коллектора (без эмит­терной обратной связи);

U_{K п} » E₂/2; I_{K п} » (E₂ - U_{K п})/ R_K - постоянное напряжение и ток коллектора в режиме покоя;

I _Бп »_. I_{K п}/h₂₁ - ток базы в режиме покоя, где h₂₁- среднее значение коэффициента передачи по току транзистора 2N3904 (определить по паспортным данным на транзистор или по выходным характеристикам);

 - сопротивление резистора R _б1 в базовой цепи, где напряжение U _Бп » 0,65 В для кремниевых и U _Бп »_. 0,3 В для германиевых транзисторов;

R _э » (0,1…0,2)E₂/I _Эп - сопротивление ре­з­и­­стора R _э в цепи эмиттера, где I _Эп » I _Кп– ток коллектора при подключении резистора R _э;

R_б2 = (0,3…0,5)R_б1 - сопротивление резистора R _б2, включенного между базой и общей точкой 0 усилителя для создания требуемого напряжения покоя .

В усилителе с ОЭ и с эмиттерной стабилизацией рекомендуется режим: U _Кп » (2/3)E₂ и U _Эп » (1/3)E₂ = 4 В, который можно установить измене­нием сопротивлений R _б1, R _к и резистора R _э (см. рис. 7.8).

Для устранения отрицательной обратной связи (ООС) по переменной составляющей тока резистор R _э зашунтирован конденсатором C э, ёмкостное сопротивление которого для низкочастотной составляющей усиливаемого сигнала должно быть на порядок меньше сопротивления резистора R э. 

В среде MS ( EWB 5.12) собрать схему усилителя.

В качестве источника энергии использован генератор постоянного напряжения E 2 с ЭДС E₂ = 12 В, а в качестве источника входного сигнала – генератор синусоидального напряжения E 1. Для визуализации результатов испытания в схему включить двухканальный осциллограф и плот­тер (построитель АЧХ и ФЧХ усилителя по напряжению).

1 .2. Снять и построить (по точкам) семейство амплитудных характеристик по напряжению u _вых(u _вх) на частоте f = 1 кГц входного напряжения u _вх, при входных сопротивлениях R_s = 0 и R_s = 100 Ом источника Е1 и при сопротивлениях нагрузки R_n = 1 МОм и R_n = 1 кОм. Записать в табл. 7.1 показания вольтметра V 2, работающего в режиме АС, при ступенчатом изменении ЭДС источника сигнала Е1, наблюдая в окне осциллографа за характером искажения выходного напряжения u _вых  при больших значениях напряжения u _вх.

Заметьте, что выходное напряжение u _вых, снимаемое с коллектора транзистора VT 1, противофазно напряжению u _вх (см. рис. 7.6).

Т а б л и ц а 7.1

Rs, Ом	Rn	При Е1, мВ:
		V1 и V2	0	25	50	75	100	200	300	400	500
0	1 МОм	u вх, мВ
		u вых, В
	1 кОм	u вх, мВ
		u вых, В
100	1 МОм	u вх, мВ
		u вых, В
	1 кОм	u вх, мВ
		u вых, В

 

1.3. Используя графики амплитудных характеристик, определить динамический диапазон D усилителя (см. рис.7.2, а) и коэффициенты усиления по напряжению K_u при сопротивлениях R_s = 0, R_n = 1 МОм и при R_s =  100 Ом, R_n = 1 кОм.

1.4. Снять с помощью плоттера ХВР1 амплитудно-частотные и фазочастотные характерис­ти­ки усилителя по напряжению при u _вх = 10 мВ, R_s = 100 Ом и R_n = 1 кОм и оп­ределить полосы пропускания Δ f усилителя без эмиттерной ООС и с ООС.

 Скопировать экраны плоттера на страницу отчёта по работе.  

 В качестве примера, на рис. 7.8 приведены АЧХ K_u(lgf) и ФЧХ Y _u(lg f) усилителя без ООС (а и в) и с ООС (б и г) при рассчитанных параметрах элементов схемы. Анализ АЧХ показывает, что коэффициент K_u = 90,6 для уси­лителя без ООС при частоте f  = 100 кГц больше K_u = 76 усилителя с ООС, а верхняя частота f _в полосы пропускания усилителя с ООС больше частоты f _в усилителя без ООС. Полосы пропускания Δ f определены по координатам точек пересечения горизонтальных пунктирных линий (см. рис. 7.8, а и б), проведенных на уровнях 90,6  и  соответственно.

 

Скачки на графиках ФЧХ соответствуют точкам перехода от опережения выходным сигналом по фазе входного сигнала к его отставанию по фазе от входного сигнала. Границы моделирования АЧХ (Magnitude) и ФЧХ (Phase) усилителя по частоте (нижней (I) f _н = 1 Гц и верхней (F) f _в = 1 ГГц), по коэффициенту усиления K_u = 0…100, по углу сдвига фаз от -360° до +360°) и тип шкал (линейная (Lin) или логарифмическая (Log)) задаются в окне плоттера (см. рис. 7.8, справа).

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Наименование и цель работы.

2. Перечень приборов, использованных в экспериментах, с их крат­кими характеристиками.

3. Изображения электрических схем испытания.

4. Таблицы результатов измерений и расчётов параметров усилительного каскада.

5. Графики амплитудных и частотных характеристик усилителя.

6. Выводы по работе.

---

Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 18; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

---

---

Мы поможем в написании ваших работ!