Рисунок 4.10 – АЧХ каскаду з послідовною індуктивною корекцією

Опис лабораторного макету

Лабораторний макет широкосмугового підсилювача з ланками ВЧ і НЧ корекції, рис.4.11 являє собою двокаскадний підсилювач на транзисторах VT1 і VT2. На мікросхемі A1 зібраний формувач прямокутних імпульсів. За допомогою перемикача S1 вхід підсилювача під’єднується до генератора синусоїдальних сигналів або до формувача прямокутних імпульсів.

Перемикач S2 служить для під’єднання ланки НЧ корекції.

Для реалізації в схемі підсилювача емітерної високочастотної корекції служить перемикач S3.

Перемикачі S4 і S5 призначені для під’єднання коригувальних котушок індуктивності L1 і L2 в схемах відповідно паралельної і послідовної високочастотної корекції, а також для під’єднання шунтувальних резисторів. За допомогою перемикача S6 під’єднується додатковий конденсатор C9, який імітує дію конденсатора C₀. Живлення схеми відбувається від джерела напругою +20 В.

Домашнє завдання

1. Вивчити теоретичні положення з даної тем­­и.

2. Ознайомитися зі схемою лабораторного макету і системою комутацій кіл макету.

3. Ознайомитися з приладами і обладнанням, необхідним для проведення досліджень.

4. Розробити методику дослідження АЧХ і ПХ широкосмугового підсилювача у відповідності з програмою експериментальних досліджень.

5. Визначити значення коефіцієнтів корекції для значень номіналів елементів наведених на макеті.

Програма експериментальних досліджень

1. Під’єднати макет до джерела живлення і сигналів переконатися в його працездатності.

2. Дослідити АЧХ підсилювача без корекцій. Діапазон досліджуваних частот 20 Гц – 1 МГц, вхідна напруга U_вх = 100 – 300 мВ.

3. Дослідити АЧХ підсилювача з корекцією в області НЧ, порівняти її з АЧХ без корекції.

4. Дослідити АЧХ підсилювача з корекцією в області ВЧ, випадок емітерної ВЧ корекції, порівняти її з АЧХ без корекції.

5. Дослідити АЧХ підсилювача з корекцією в області ВЧ, випадок паралельної індуктивної ВЧ корекції, порівняти її з АЧХ без корекції. З’ясувати вплив на форму частотної характеристики шунтувальних опорів.

6. Провести дослідження аналогічні п.5, для випадку послідовної індуктивної ВЧ корекції.

7. Дослідити перехідну характеристику підсилювача з корекцією спотворень плоскої вершини імпульсу, порівняти її з перехідною характеристикою без корекції. Вхідна напруга , частота вхідного сигналу . Визначити зниження вершини.

8. Дослідити перехідну характеристику підсилювача з її корекцією в області малого часу за допомогою паралельної і послідовної індуктивної високочастотної корекції. Порівняти її з перехідною характеристикою підсилювача без корекції. З’ясувати вплив на форму перехідної характеристики шунтувальних опорів. Вхідна напруга , частота вхідного сигналу . Визначити тривалість фронту, параметри викиду, швидкість зростання вихідного сигналу.

9. Провести дослідження, аналогічні п.8 при під’єднанні С9.

Рисунок 4.11 – Лабораторний макет

Досліджувальна і вимірювальна апаратура

1. Лабораторний стенд.

2. Лабораторне джерело живлення.

3. Генератор сигналів низькочастотний Г3 – 102.

4. Генератор сигналів високочастотний Г4 – 106.

5. Мілівольтметр В3 – 38 або В3 – 39, В3 – 40.

6. Осцилограф С1 – 67 або С1 – 86.

­Короткі методичні вказівки до вимірювань і опрацювання

результатів

1. АЧХ підсилювача з корекцією досліджувати у порівнянні з АЧХ підсилювача без корекції.

2. Діапазон частот і дискретність відліку вибирати, відповідно до конкретного виду корекції.

3. Алпмітудно-частотна і фазочастотні характеристики дають повну уяву про властивості підсилювача при підсиленні синусоїдальних напруг. Для оцінки властивостей імпульсних підсилювачів, користуватися перехідною характеристикою рис. 4.12, яка показує форму вихідного імпульсного сигналу.

Для оцінки вла­стивостей підсилювача за допомогою перехідної характеристики необхідно:

а) виміряти і порівняти тривалість фронту прямокутного імпульсу для випадку дії коректувальних ланок і їх відсутності;

б) розрахувати коефіцієнт спаду вершини імпульсу

;

а б

Рисунок 4.12 – Нормована перехідна характеристика

в) розрахувати коефіцієнт викиду вершини імпульсу

.

Оформлення звіту

Звіт оформлюється відповідно до вимог які викладені у ваступній частині даного посібника.

Контрольні запитання

1. Які причини зміни коефіцієнта підсилення в області НЧ?

2. Як здійснюється корекція частотної характеристики в області НЧ?

3. Як обрати параметри коректувальної ланки НЧ корекції, для забезпечення оптимальної частотної характеристики?

4. Які причини зменшення коефіцієнта підсилення в області ВЧ?

5. Як здійснюється корекція АЧХ підсилювача в області ВЧ за допомогою емітерної (витокової) корекції?

6. Як обрати параметри коректувальної ланки ВЧ корекції (емітерної та витокової), для забезпечення оптимальної частотної характеристики?

7. Як здійснюється корекція АЧХ підсилювача в області ВЧ за допомогою паралельної, послідовної і складної схем високочастотної корекції? Перелічіть переваги і недоліки кожного з таких видів корекції.

8. Яке призначення шунтувальних опорів і який їх вплив на вид частотної характеристики?

9. Як провести аналіз властивостей імпульсного підсилювача за допомогою його перехідної характеристики? В яких межах повинні знаходитися показники перехідної характеристики?

10. Як визначити швидкість зростання вихідного сигналу?

11. Як змінюється швидкість зростання сигналу при корекції АЧХ?

Лабораторна робота № 5

ДОСЛІДЖЕННЯ ПАРАМЕТРІВ І ХАРАКТЕРИСТИК ДІАПАЗОННОГО РЕЗОНАНСНОГО ПІДСИЛЮВАЧА

Мета роботи – експериментально дослідити властивості діапазонного резонансного підсилювача при різних видах під’єднання навантаження.

Короткі теоретичні відомості

Резонансні підсилювачі розрізнюються за способом під’єднання резонансного контуру до підсилювального елемента (ПЕ), а також за схемою включення самого ПЕ (спільний емітер, спільна база, каскодна схема).

Основними параметрами резонансного підсилювача є резонансний коефіцієнт підсилення К₀, вибірність , де – коефіцієнт підсилення при розстроюванні , - нерівномірність коефіцієнта підсилення в межах діапазону К_н.р..

За способом підключення резонансного контуру розрізняють такі різновиди схем:

з безпосереднім зв’язком контуру із ПЕ;

з автотрансформаторним зв’язком контуру із ПЕ;

з трансформаторним зв’язком контуру із ПЕ;

з комбінованим (індуктивно-ємнісним) зв’язком контуру із ПЕ.

Резонансний підсилювач радіочастоти (ПРЧ) з безпосереднім під’єднанням контуру до ПЕ, зображено на рис. 5.1.

Залежність його резонансного коефіцієнта підсилення від частоти (при настроюванні контуру змінною ємністю) визначається виразом

, (5.1)

де S – крутість ПЕ в робочій точці;

– еквівалентний резонансний опір контуру з урахуванням шунтування із боку ПЕ;

– еквівалентна добротність контуру;

– характеристичний опір контуру, де ψ– коефіцієнт шунтування контуру з боку ПЕ;

– еквівалентний резонансний опір і добротність нешунтованого контуру;

ω₀– резонансна частота контуру;

– відповідно індуктивність та ємність контуру.

Характерним для каскадів ПРЧ при настроюванні контуру конденсатором С_х є підвищення резонансного коефіцієнта підсилення із зростанням частоти (рис.5.2). При розрахунку визначають резонансний коефіцієнт підсилення на максимальній частоті піддіапазону , а потім з урахуванням коефіцієнта перекриття піддіапазону К_f – на мінімальній, де тоді

(5.2)

Перевагою резонансного підсилювача з безпосереднім під’єднанням контуру до ПЕ є можливість отримання найбільшого коефіцієнта підсилення.

До його недоліків можна віднести:

суттєвий вплив на настроювання контуру розкиду або зміни вхідних та вихідних ємностей ПЕ, що проявляється при їх заміні, старінні та використанні режимного регулювання підсилення;

погіршення добротності резонансного контуру і зниження вибірності підсилювача за рахунок повного ввімкнення вихідної провідності ПЕ паралельно контуру;

меншу, у порівнянні із схемами неповного ввімкнення контуру, стійкість характеристик такого підсилювача;

більшу нерівномірність коефіцієнта підсилення в діапазоні частот і при роботі в декількох піддіапазонах.