Усилитель с общим эмиттером. лр усилитель 2.0. Лабораторная работа Исследование входных и выходных характеристик усилителя, реализованного на биполярном транзисторе
 Скачать 0.84 Mb.
|
|
Лабораторная работа Исследование входных и выходных характеристик усилителя, реализованного на биполярном транзисторе Цель работы: изучить влияние нелинейных элементов схемы на выходные параметры усилителя 1. Изучить теоретические сведения о принципе работы усилителя, реализованного на биполярном транзисторе. Например, изучить учебное пособие, размещенное в ЭБС «Лань» или любое другое, содержащее данные сведения. Сделать конспект, в котором необходимо отразить основные характеристики усилителя, реализованного на биполярном транзисторе. Схема включения с общим эмиттером. 2. Изучить зависимость входных и выходных параметров усилителя U вх U вых Рис. 1. 3. Собрать схему, аналогичной схеме, предложенной на рисунке 2. Выбор транзистора согласовать с преподавателем. Рис. 2. Схема усилителя, реализованном на биполярном транзисторе с общим эмиттером (ОЭ) Q1 2N3906 R1 1kΩ C1 1µF C2 10µF V1 10mVrms 1000Hz 0° R3 20kΩ R4 6kΩ R5 320Ω R6 100Ω GND GND C3 200µF R7 500Ω XSC1 A B Ext Trig + + _ _ + _ V2 12V V1 – входное напряжение V1 подается на усилитель, реализованный на биполярном транзисторе VT (Q1 на схеме), через конденсатор С1, который предотвращает прохождение постоянной составляющей тока от источника сигнала. В данной схеме эмиттер является общим электродом для входной и выходной цепи. Усиленное выходное напряжение подается на нагрузку R7 (R н ) через разделительный конденсатор C3. Источник постоянного напряжения V2 предназначен для питания транзистора. Сопротивление R6 (R к ) позволяет регулировать ток коллектора. Резисторы R3 (R Б1 ) и R4 (R Б2 ) делителя напряжения питания предназначены для регулирования тока базы транзистора для установки рабочей точки. Резистор R5 (R э ) позволяет создать отрицательную обратную связь усилителя по постоянному току, которая обеспечивает температурную стабилизацию. Конденсатор С2 (С э ) шунтирует сопротивление R5 по переменному току, что исключает ослабление усиливаемого сигнала по переменному току цепью обратной связи. Электронный осциллограф XSC1 позволяет регистрировать уровень сигналов во входной и выходной цепи (рисунок 3). Рис. 3. Осциллограммы входного и выходного (выделен маркером) сигналов, регистрируемые электронным осциллографом XSC1. Запуск имитационного моделирования осуществляется нажатием кнопки «Run» на панели инструментов. 4. Провести исследования схемы. 4.1 Последовательно изменяя частоту входного сигнала: - снять зависимость изменения напряжения от частоты. По полученным результатам измерений заполнить таблицу 1 Таблица 1 f,Гц U вх , В U вых , В Δϕ, град -построить амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя. Пример АЧХ показан на рисунке 4. U, дБ Log(f), Гц 0,7 f в f н f ср Рис. 4. Пример амплитудно-частотной характеристики При построении АЧХ необходимо определить нижнюю, верхнюю и центральную (среднюю) частоты схемы. При построении графика значения измеряемых величин как по оси абсцисс, так и по оси ординат отложить в логарифмическом масштабе. 4.2 По данным таблицы 1 построить зависимость выходного сигнала относительно входного. Пример зависимости изображён на рисунке 5. 4.3 U вых U вх f ср f н f в Рис. 5. Пример идеальных амплитудных характеристик. 4.4 По данным таблицы 1 построить фазочастотную характеристику выходного сигнала. Пример ФЧХ изображён на рисунке 6. -∆φ 0 -10° -20° -30° -40° log f Рис. 6. Фазочастотная характеристика выходного сигнала 5. Для углубленного изучения схемы предлагается построить входные и выходные вольтамперные характеристики (ВАХ) изучаемого биполярного транзистора 1 Пример схемы моделирования для построения выходной ВАХ биполярного транзистора приведён на рисунке 7. Рис. 7. Пример схемы моделирования для построения выходной ВАХ биполярного транзистора. I1 – источник постоянного тока, V1 – источник постоянного напряжения, Q2 – исследуемый транзистор, А – пробник тока, GND – «земля». Подробное исследование ВАХ транзистора можно изучить здесь: https://www.youtube.com/watch?v=HNq8m36yKtk. 6. По результатам выполненных заданий сделать вывод. Максимальная оценка при защите отчета лабораторной работы 10. Если студент не выполнил пункт 5, то максимальная число баллов при защите данной работы можно получить 8. Отчет содержит титульный лист, краткий конспект теоретических сведений, этапы выполнения работы и общий вывод. Отчет необходимо разместить в СДО ПГУПС. 1 выполнение задание в пункте 5 обязательно для получения максимального числа баллов (10) при защиты данной работы I1 1A GND Q2 2N2222A V1 12V PR1 A |