Коррекц АЧХ. Разработка усилителя на бт с коррекцией ачх на нижних и верхних частотах
 Скачать 72.98 Kb.
|
|
Лабораторная работа 5 РАЗРАБОТКА УСИЛИТЕЛЯ НА БТ С КОРРЕКЦИЕЙ АЧХ НА НИЖНИХ И ВЕРХНИХ ЧАСТОТАХ 1 Цель работы Исследовать влияние элементов схемы усилителя на АЧХ. Рассчитать элементы усилителя на БТ с АЧХ, приведенной на рисунке 1. Проверить результаты в электронной лаборатории.  Рисунок1- АЧХ усилителя 2 Подготовка к работе 2.1 Изучить следующие вопросы курса: Принципиальные схемы и способы коррекции АЧХ усилителя на биполярном транзисторе на НЧ и ВЧ. 2.2 Ответить на следующие контрольные вопросы : - Какие элементы схемы влияют на коэффициент усиления на средней частоте? - Какие конкретно элементы схемы влияют на коэффициент усиления на нижних частотах fН1, fН и fН2? - Какие элементы схемы влияют на коэффициент усиления на верхних частотах fВ1, fВ и fВ2? Литература 3.1 Игнатов А.Н. и др. Классическая электроника и наноэлектроника. – М.: Флинта: Наука, 2009, с. 151-164. 3.2 Конспект лекций Схема исследования Принципиальная схема усилителя представлена на рисунке 2. На нижних частотах fН нагрузкой усилителя является сумма сопротивлений в цепи коллектора RK = R2+R3. На средних частотах fС нагрузкой является только резистор R3, т.к. резистор R2 зашунтирован ёмкостью С2. Разделительная ёмкость С1 определяет коэффициент усиления на частоте fН1. Резисторы обратной связи R4 и R5 определяют коэффициент усиления на средних частотах fС, так как величина ёмкости С4 мала и оказывает влияние только на высоких частотах. На верхних частотах fВ резистор R4 зашунтирован ёмкостью С4 и коэффициент усиления определяется резистором R5. Ёмкость С3 определяет коэффициент усиления на частоте fВ2.  Рисунок2 - Принципиальная схема усилителя Расчет элементов усилителя 5.1 Тип транзистора выбирается по указанию преподавателя из приложения А. Таблица1 - Исходные данные.
Для расчета элементов усилителя необходимо определить параметры транзистора IБ0, h21Э и h11Э при заданном токе коллектора IК0. Для этого необходимо воспользоваться схемой для определения h-параметров (например, лабораторная работа «Исследование усилителя на БТ») 5.2 Переведем коэффициенты частотных искажений и коэффициент усиления на заданных частотах из дБ в разы. Результаты расчета занести в таблицу 2.         Таблица2 - Результаты расчета
5.3 Для указанного БТ по заданному току коллектора IК0 и напряжению питания усилителя UП определить сопротивление в цепи коллектора RК=R2+R3 и и рассчитать сопротивление в цепи базы R1. Напряжение на коллекторе UК равно половине напряжения питания UК=UП/2.  напряжение UБЭ0 можно принять равным 0,7 В. 5.4 Определить коэффициент усиления усилителя без сопротивления обратной связи в цепи эмиттера  Необходимо убедиться, что KU0> KUН и KU0> KUВ. Если это не выполняется, то необходимо взять транзистор с большим коэффициентом передачи по току h21Э. 5.5 Так как шунтирующим действием ёмкостей на частоте fН можно пренебречь, то коэффициент усиления на этой частоте определяется формулой  где RК=R2+R3, RЭ=R4+R5 Отсюда определяем сопротивление в цепи эмиттера для получения заданного коэффициента усиления на частоте fН  5.6 Коэффициент усиления на средней частоте fС, когда резистор R2 зашунтирован ёмкостью С2, определяется формулой  5.7 Для определения величины резисторов R2 и R3 надо решить систему уравнений  Решая систему уравнений получаем  Выбрать стандартное значение номиналов резисторов из ряда Е24. 5.8 Для определения корректирующей емкости С2 необходимо найти модуль комплексной нагрузки ǀZKǀ на частоте fН2. Коэффициент усиления на этой частоте определяется как  Из этого уравнения получаем, что  На частоте fН2 модуль сопротивления нагрузки равен  И корректирующая ёмкость на нижних частотах равна  5.9 Разделительная емкость определяется как  где RВХ Н входное сопротивление усилителя на нижних частотах. Оно равно  Коррекция АЧХ на ВЧ 5.10 Определяем величины R4 и R5. На верхней частоте fВ резистор R4 зашунтирован ёмкостью С4 и коэффициент усиления равен  Решая систему уравнений  получаем  Отсюда R5 и R4 соответственно равны  R4= RЭ – R5 (19) 5.11 Для определения ёмкости С4 запишем модуль коэффициент передачи на частоте fВ1  Из (18) необходимо найти |ZЭ|  (21)Так как комплексное сопротивление в цепи эмиттера равно  Преобразуем  И величина ёмкости С4 равна  5.12 Корректирующую ёмкость С3 можно определить по следующей формуле  Экспериментальное исследование усилителя Используя электронную лабораторию Multisim 14.0, собрать схему усилителя (рисунок 2) с элементами, полученными в результате расчета. Снять АЧХ, зафиксировать коэффициенты усиления на заданных частотах, занести результаты в таблицу 3. Таблица3 - Вариант… Сравнительные результаты расчета и эксперимента
Допускается погрешность ±10%. Содержание отчета Отчет должен содержать: 7.1 Цель работы и исходные данные. 7.2 Схему исследования. 7.3 Таблицы с результатами расчета и моделирования. 7.4 АЧХ, полученную в результате моделирования. 7.5 Выводы. Приложение А Таблица А1 – Варианты задания
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||