На биполярном транзисторе при низких частотах
Цельработы:исследование влияния изменения параметров реостатного каскада на биполярном транзисторе на его коэффициент усиления, частотные и фазовые характеристики в области нижних частот.
Исследование каскада на биполярном транзисторе на переменном токе включает измерение коэффициента усиления, исследование частотной и фазовой характеристик и определение по ним нижней граничной частоты на заданном уровне. Дополнительный эксперимент включает исследование искажений прямоугольных импульсов и установление связи между этими искажениями и формой частотной характеристики.
Порядок выполнения работы
1. Запустите пакет моделирования электронных схем и загрузите в него модель усилительного каскада с общим эмиттером, рассчитанную предварительно в ходе курсового проектирования. Схема каскада и ее модель, на основании которой проводятся исследования, показананиже на рис.1,2.
2. Снимите частотную характеристику каскада и убедитесь в том, что нижняя частота сопряжения и коэффициент усиления в среднечастотной области соответствуют значениям, заданным в курсовом проекте. Если это не так, то следует выполнить расчет разделительных емкостей Cр1 и Cр2
где Rл, Rп - сопротивления слева и справа от соответствующей разделительной емкости. Для С1р это Rист и входное сопротивление каскада с учетом делителяв цепи базы. Для С2рэто Rн и параллельное включение выходноесопротивление каскада. Если и после повторного расчета результаты моделирования не изменяться, необходимо проверить правильность определения входного сопротивления каскада.
|
|
|
Рис.1. Схема усилительного каскада
Рис.2. Модель каскада для проведения исследований
3. Для того, чтобы исследовать влияние на частотные характеристики разделительных конденсаторов, их емкость нужно изменить в сторону увеличения и в сторону уменьшения в 10 раз. Далее по модели с измененными параметрами снимается частотная характеристика, и делаются выводы о влиянии емкости разделительных конденсаторов на нижнюю частоту сопряжения и коэффициент усиления в среднечастотной области.
4. Для снятия переходных характеристик и исследования влияния на них емкостей разделительных конденсаторов на вход схемы необходимо подать ступенчатый сигнал напряжением, равным амплитуде переменного сигнала на этом входе в соответствии с заданием на курсовой проект. Так как переходной характеристикой по определению является зависимость выходной величины от времени при подаче на вход единичного сигнала, то полученную в ходе моделирования переходную характеристику необходимо масштабировать. По переходной характеристике, полученной в результате моделирования и масштабирования, определяются время фронта и время спада сигнала. Примерная форма переходной характеристики усилительного каскада показана на рис.3.
|
|
|
Рис.3. Переходная характеристика каскада
На рис.4 показан принцип определения фронта сигнала tнар, а на рис.5 времени его спадаD за конечное время tи.
Рис.4. Определение фронта сигнала
Рис.5. Определение спада сигнала
5. Результаты всех экспериментов для двух-трех значений разделительных емкостей сводятся в таблицу, в которую также необходимо ввести расчетные данные, подтверждающие связь между частотными и временными характеристиками каскада. Форма таблицы приведена далее на рис.6.
| № п/п | Емкость Ср1, мкФ | Емкость Cр2, мкФ | Частота сопряжения, кГц | Коэффициент усиления | Время фронта, мс | Спад | Расчетное значение спада |
| 1 | |||||||
| 2 |
Рис.6. Форма таблицы к отчету
В качестве расчетных данных приведено время спада, которое можно определить по частотным характеристикам в соответствии со следующей формулой
|
|
|
.
Требования к отчету: отчет должен содержать схему исследуемого каскада, схемы моделей, таблицы с результатами экспериментов и расчетов, необходимые расчетные формулы, а также выводы по проделанной работе.
Контрольные вопросы
1. Каковы физические причины появления линейных искажений в каскаде на биполярном (полевом) транзисторе?
2. Как изменятся искажения на нижних частотах, если при неизменных остальных параметрах увеличить сопротивление нагрузки?
3. Каким образом и почему изменяются линейные искажения каскада на биполярном (полевом) транзисторе, если меняется сопротивление нагрузки следующего за ним каскада?
4. Как изменится коэффициент усиления каскада на биполярном (полевом) транзисторе, если меняется сопротивление нагрузки следующего за ним каскада?
5. Как изменяется коэффициент усиления и сквозной коэффициент усиления каскада на биполярном транзисторе при изменении внутреннего сопротивления источника сигнала?
6. Как связаны между собой модуль коэффициента передачи на некоторой частоте и фазовый сдвиг на этой же частоте?
Лабораторная работа № 3
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 702; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!