Файл: Лабораторная работа 1 по дисциплине Схемотехника Исследование усилительного каскада с общим эмиттером Вариант 6 Проверил.docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.11.2023

Просмотров: 16

Скачиваний: 1

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГ ОБРАЗОВАНИЯ

“НИЖЕГОРОДСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”

АРЗАМАССКИЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)

Кафедра КиТРЭС

Лабораторная работа №1

по дисциплине «Схемотехника»:

Исследование усилительного каскада с общим эмиттером
Вариант 6


Выполнил:
Проверил:

Арзамас 2023


Содержание



  1. Создание принципиальной схемы усилительного каскада с ОЭ

  2. Задание рабочего режима каскада

  3. Определение коэффициента усиления

  4. Определение входного сопротивления

  5. Определение выходного сопротивления усилителя

  6. Определение амплитудной характеристики каскада

  7. Термостабилизация рабочего режима

  8. Исследование частотных характеристик каскада ОЭ



  1. Создание принципиальной схемы усилительного каскада с ОЭ

Создадим в программе Proteus схему для исследований.

Для создания схемы следует выбрать из библиотеки нужные компоненты.

Для исследования схемы необходимо выбрать приборы: осциллограф (OSCILLOSCOPE), генератор сигналов (SIGNAL GENERATOR), амперметр постоянного тока (DC AMMETER) и два вольтметра переменного напряжения (AC VOLTMETER).

Исходные данные для реализации схемы приведены в таблице 1.1

Таблица 1.1

Вариант
6

Тип транзистора
ВС557

Е, В
10

R1, кОм
1

R2
(10…15)R3

R3, кОм
2,0

R4, кОм
3,9

R5, кОм
100

С1, С2, мкФ
33


Полученная схема изображена на рисунке 1.1.



Рисунок 1.1 – Схема усилительного каскада с общим эмиттером


  1. Задание рабочего режима каскада

Согласно уравнению нагрузочной прямой, максимальный ток транзистора VT1 равен:


мА.

Ток покоя транзистора VT1 следует выбрать равным половине его максимального значения.

Для схемы рис.1.1 ток покоя транзистора VT1 выбираем 1,28 мА.

Запустим симуляцию устройства.

Кнопку SB1 замкнем. Кнопку SB2 разомкнем.

Установим параметры генератора Р1: частота – 1 кГц, выходное напряжение 0 В, сигнал – синусоидальный, полярность – биполярный (Bi).

Изменяя положение движка потенциометра R2, добиваемся показаний миллиамперметра Р3 максимально близких к расчетному значению тока покоя.



Рисунок 1.2 – Показания миллиамперметра Р3 (ток покоя транзистора VT1)


  1. Определение коэффициента усиления

Установим выходное напряжение генератора Р1 равным 10 мВ.

Работа схемы в режиме определения коэффициента усиления показана на рисунке 1.3.



Рисунок 1.3 – Схема в режиме определения коэффициента усиления
Сравниваем показания шкалы генератора Р1, осциллограммы и значений входного вольтметра Р2.


Рисунок 1.4 – Значения параметров генератора Р1


Рисунок 1.5 – Осциллограмма процесса


Рисунок 1.6 – Значение входного вольтметра Р2
Осциллограмма показывает, что входной и выходной сигналы находятся в противофазе.

Шкала генератора Р1 показывает удвоенную амплитуду 2А (размах колебаний), вольтметр Р2показывает действующее значение напряжения .

Коэффициент усиления:

,

где – показания вольтметра Р4, показанное на рис. 1.3.


  1. Определение входного сопротивления каскада

Зафиксируем напряжение генератора Р1
.

Разомкнем кнопку SB1.

Зафиксируем показания вольтметра Р2 .



Рисунок 1.7 – Значение выходного вольтметра Р2
Определим входное сопротивление усилителя, используя формулу делителя напряжения:

.

  1. Определение выходного сопротивления каскада

Замкнем кнопку SB1.

Установим значение R5 равное R4.

Зафиксируем выходное напряжение .

Замкнем кнопку SB2, подключив тем самым нагрузку.

Зафиксируем показания вольтметра Р4 .

Работа схемы в режиме определения выходного сопротивления показана на рисунке 1.8.



Рисунок 1.8 – Схема в режиме определения выходного сопротивления
Выходное сопротивление усилителя находим по формуле:

.

  1. Определение амплитудной характеристики каскада

Отключим R1 и R5.

Работа схемы в режиме построения амплитудной характеристики показана на рисунке 1.9.



Рисунок 1.9 – Схема в режиме построения амплитудной характеристики
Для построения графика амплитудной характеристики определим диапазон и шаг измерений.

Примем величину диапазона равной максимальной амплитуде выходного сигнала:

.

Максимальный входной сигнал будет равен:

.

Разбиваем диапазон на 15 частей. За шаг приращения принимаем ближайшее целое число.

Измеряем выходное напряжение в этих точках.

Построим график ( ) (амплитудную характеристику) и Ку.



Рисунок 1.10 – Амплитудная характеристика
Усиление происходит с малыми нелинейными искажениями.

  1. Термостабилизация рабочего режима

Выделим на схеме транзистор VT1.

Зададим значение рабочей температуры транзистора VT1 равное 25оС.

Запустим симуляцию.

Установим напряжение генератора Р1 равным 0.

Регулируя R2, установим ток покоя транзистора VT1. Результаты заносим в таблицу 1.2.

Установим напряжение генератора Р1 равным 10 мВ. Значение с вольтметра Р4 заносим в таблицу 1.2.

Проведем замеры и при значениях температуры 0оС и 50оС.

Вычислим коэффициенты нестабильности и . Полученные значения заносим в таблицу 1.2.

Включим в эмиттерную цепь цепочку Rэ1(Rэ2) Сэ.



Рисунок 1.11 – Схема с эмиттерной цепью
Проведем замеры и при значениях Rэ1 = 180 Ом (Rэ2 = 80 Ом) и Сэ = 33 мкФ. Полученные значения заносим в таблицу 1.2.
Таблица 1.2

tо
Rэ = 0
Rэ1
Rэ2

, мА
, В
, мА
, В
, мА
, В

0
1,37
0,492
1,32
0,372
1,35
0,423

25
1,24
0,428
1,26
0,329
1,26
0,372

50
1,19
0,362
1,22
0,293
1,18
0,321

K
1,18
1,362
1,12
1,263
1,14
1,291


Вывод: эмиттерная цепь RэСэ необходима для стабилизации режима работы усилительного каскада. Значения коэффициентов нестабильности показывают, что значение R6 влияет на термостабилизацию каскада.

  1. Исследование частотных характеристик каскада ОЭ

Подключим к сопротивлению нагрузки емкость С4 = 200пФ.



Рисунок 1.12 – Схема с емкостной нагрузкой
Установим рабочую температуру 25 оС. Откорректируем рабочую точку каскада.

Нажатием кнопки SB2 подключим нагрузку к выходу каскада.

Установим параметры генератора Р1: частота – 1кГц, амплитуда – 10 мВ.

Зафиксируем на этой частоте амплитуду выходного сигнала А0= 236 мВ.

Уменьшая частоту генератора, уменьшаем выходной сигнал до уровня 0,7А0= 165 мВ. Это нижняя граничная частота полосы пропускания усилителя fн. Заносим значение fн в таблицу 1.3.

Увеличивая частоту генератора, увеличиваем выходной сигнал до максимального уровня. Это верхняя граничная частота полосы пропускания fв. Заносим значение fв в таблицу 1.3.

Зафиксируем значения частот fн и fв для значений емкостей из таблицы 1.3.
Таблица 1.3

№п/п
С1
С4
fн, кГц
fв, кГц

1
номинал
200
0,290
4,2

2
номинал/2
200
0,330
5,2

3
2номинала
200
0,270
3,8

4
номинал
100
0,290
4,3

5
номинал
400
0,290
4,3


Вывод: с изменением емкостной нагрузки и входной емкости меняется полоса пропускания усилителя.

Смотрите также файлы