Лабораторная работа 22 Исследование усилительного каскада на транзисторах

• Название: Лабораторная работа 22 Исследование усилительного каскада на транзисторах
• Дата: 23.06.2020
• Размер: 1.01 Mb.
• Имя файла: 04_05_TEO-18_EiE_Ovtina_S_M_lr22.docx
• Тип: Лабораторная работа; #132204

Лабораторная работа № 22
Исследование усилительного каскада на транзисторах
Цель: изучить схему и принцип действия усилителя низкой частоты на биполярных транзисторах. Приобрести практические навыки виртуальных исследований усилителей переменного тока в оболочке программы Electronics Workbench. Экспериментально подтвердить теоретические знания, полученные на лекциях по полупроводниковым усилителям низкой частоты. Снять амплитудно-частотную характеристику и определить полосу пропускания.
1.Технические данные:

– источник усиливаемого сигнала в виде генератора сигналов низкой частоты PG1 (Function Generator);

1. 
   
   

– два милливольтметра PV1, PV2, настроенные на режим измерения переменного тока (режим АС);

2. 
   
   

– двухканальный осциллограф PG2;

– транзистор VT1 типа 2N2222A из библиотеки 2n;

3. 
   
   

– резисторы R1…R4 и конденсаторы С1, С2 и С3, номиналы которых указаны на схеме (рисунок 1).

2.Схема электрических соединений.



Рисунок 1 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе в среде Elektronik Workbench.

Изменяя частоту входного сигнала измеряем выходное напряжение. Результаты измерений записываем в таблицу 1.

Рисунок 2 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе,

осциллограмма и параметры генератора при f=100 Гц




Рисунок 3 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе,

осциллограмма и параметры генератора при f=150 Гц


Рисунок 4 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе,

осциллограмма и параметры генератора при f=200 Гц




Рисунок 5 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе,

осциллограмма и параметры генератора при f=250 Гц


Рисунок 6 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе,

осциллограмма и параметры генератора при f=300 Гц



Рисунок 7 - Схема усилительного каскада на биполярном транзисторе,

осциллограмма и параметры генератора при f=350 Гц


3 Результаты измерений, вычислений и график.
Таблица 1

Измерено			Вычислено
f	Uвх	Uвых	К
Гц	В	В	-
100	0,01414	0,4787	33,85
150	0,01414	0,700	49,5
200	0,01414	0,923	65,3
250	0,01414	1,144	80,9
300	0,01414	1,363	96,4
350	0,01414	1,578	111,6

Вычисляем:

11. 
    _
    

K₁₀₀ = ^=33.85 K₂₅₀ = ^=80.9

K₁₅₀ = ^=49.5 K₃₀₀ = ^=96.4

K₂₀₀ = ^=65.3 K₃₅₀ = ^=111.6
По данным таблицы строим амплитудно-частотную характеристику.
Для определения полосы пропускания принимаем коэффициент частотных искажений:

Мн =1,1;

Мв =1.2

K_ср= 0,8K_max =0,8*111,6=89,28
Кн = ^{= =101,4}
Кв = ^{= =93}

1. 
   Что называется амплитудной и амплитудно-частотной характеристиками усилителя?
   

Амплитудная характеристика — зависимость амплитуды сигнала на выходе устройства от амплитуды сигнала на его входе. Как правило амплитудная характеристика определяется при гармоническом входном сигнале.

АМПЛИТУДНО-ЧАСТОТНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (АЧХ) - зависимость коэффициента усиления или амплитуды (напряжения) на выходе усилителя от частоты входного сигнала, неизменного по величине. Так как параметры элементов усилителей зависят от частоты, то величина выходного сигнала будет постоянной только в определенном диапазоне частот, называемом полосой пропускания.

2. 
   Чем обусловлены частотные искажения в усилителях?
   

Частотные искажения – это искажения, обусловленные изменением значения коэффициента усиления на различных частотах. Идеальная АЧХ должна иметь одинаковый коэффициент усиления во всем диапазоне рабочих частот. Реальная же характеристика имеет «завалы» на частотах, близких к границам диапазона рабочих частот. Снижение коэффициента усиления на низших частотах объясняется возрастанием емкостного сопротивления разделительных конденсаторов х_C = 1 / wC по мере снижения частоты сигнала.

Вывод: Изучили схему и принцип действия усилителя низкой частоты на биполярных транзисторах. Приобрели практические навыки виртуальных исследований усилителей переменного тока в оболочке программы Electronics Workbench. Экспериментально подтвердили теоретические знания, полученные на лекциях по полупроводниковым усилителям низкой частоты. Сняли амплитудно-частотную характеристику и определили полосу пропускания.