Файл: Отчет по лабораторной работе 4 Исследование отрицательных обратных связей в усилителе в среде Мультисим.docx
Добавлен: 23.11.2023
Просмотров: 97
Скачиваний: 8
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГООБРАЗОВАНИЯ «ТЮМЕНСКИЙ ИНДУСТРИАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И НЕФТЕГАЗОДОБЫЧИ
Кафедра Кибернетических систем
ОТЧЕТ
По лабораторной работе № 4
«Исследование отрицательных обратных связей в усилителе в среде Мультисим»
По дисциплине «Электроника»
Вариант № 6
Выполнил:
студент группы АСОиУб-21-1
____________ Бойчук С.Р
Проверила:
Ст. преподаватель каф. КС
_____________ Сидорова А.Э
2023
Цель работы: Исследовать усилительный каскад на биполярном транзисторе n-p-n, включенном в схеме с ОЭ в среде Мультисим.
Определить основные параметры и характеристики усилительного каскада.
Параметры усилительного каскада, соответствующие варианту представлены в таблице 1.
Таблица 1. Параметры усилительного каскада
| № вариант | Параметры усилительного каскада | |||||||||||
| Uвх,мВ | VT | Ек, В | R1, кОм | R2, кОм | RК, кОм | RЭ, кОм | RН, кОм | Cр1, мкФ | Cр2, нФ | Cэ, мкФ | Cн, пФ | |
| 6 | 12 | 2N2714 | 20 | 82 | 16 | 20 | 1,6 | 56 | 0,91 | 100 | 1,2 | 22 |
Исходная схема усилительного каскада, схема с обратной связью по току и по напряжению представлены на рисунках 1, 2 и 3 соответственно.
Рисунок 1. Вид исходной схемы усилительного каскада на биполярном транзисторе
Рисунок 2. Вид схемы усилительного каскада с последовательной отрицательной обратной связью по току
Рисунок 3. Вид схемы усилительного каскада с параллельной отрицательной обратной связью по напряжению
Определение параметров усилительных каскадов на СЧ.
Далее определим коэффициенты усиления в области средних частот, измерим входные и выходные напряжения для всех схем. Полученные данные записаны в таблицу 2.
Таблица 2. Определение Ксч, входного и выходного сопротивлений, глубины обратной связи
| | Uвых в исходной схеме, В | Uвых, при Rо=510 Ом, | Uвых хх, В | К/Коос |
| Исходная схема усилителя без обратной связи | 0.436 | 0.385 | 0.633 | 36 |
| Схема с ООС по току | 0.065 | 0.061 | 0.078 | 5.5 |
| Схема с ООС по напряжению | 0.024 | 0.175 | 0.025 | 2 |
Для исходной схемы:
Для схемы с ООС по току:
Для схемы с ООС по напряжению:
Снятие и построение АЧХ усилительного каскада с определением полосы пропускания.
Полученные значения при построении АЧХ для трёх случаев представлены в таблице 3.
Таблица 3. Снятие и построение АЧХ для усилительного каскада
| Частоты, Гц /амплитуда выходного сигнала, В | 60 | 120 | 250 | 500 | 1000 | 2000 | 5000 | 10000 | 16000 | 50к | 100к | 500к | 1м | 10м | fн, гц | fв, мГц |
| Исходная схема | 0,063 | 0,073 | 0,097 | 0,132 | 0,184 | 0,226 | 0,268 | 0,334 | 0,378 | 0,471 | 0,459 | 0,368 | 0,191 | 0,089 | 3360 | 1725 |
| Схема с ООС по току | 0,046 | 0,057 | 0,060 | 0,062 | 0,062 | 0,062 | 0,062 | 0,062 | 0,062 | 0,062 | 0,061 | 0,044 | 0,027 | 0,005 | 49 | 997 |
| Схема с ООС по напряжению | 0,012 | 0,012 | 0,013 | 0,015 | 0,015 | 0,016 | 0,016 | 0,016 | 0,016 | 0,016 | 0,016 | 0,016 | 0,016 | 0,012 | 156 | 12764 |
Подключим ко входам и выходам схемы измеритель частотных характеристик. Полученная характеристика представлены на рисунке 4.
Рисунок 1. Изображения экрана плоттера Боде для исходной схемы.
Снятие и построение АХ усилительного каскада с определением динамического диапазона усиления.
Снимем АХ усилительного каскада для трёх случаев. Результаты запишем в таблица 4, 5 и 6 соответственно.
Таблица 4. Снятие и построение АХ для исходного усилительного каскада
| Uвх, В | 0 мВ | Uвх(12 мВ) | Uвх(13 мВ) | Uвх(14 мВ) | Uвхmax(15 мВ) |
| Исходная схема, Uвых, В | 0 | 2,783 | 3,006 | 3,374 | 3,614 |
Таблица 5. Снятие и построение АХ для усилительного каскада с ООС по току
| Uвх, В | 0 мВ | Uвх(12 мВ) | Uвх(150 мВ) | Uвх(300 мВ) | Uвхmax(400 мВ) |
| Исходная схема, Uвых, В | 0 | 0,065 | 1,275 | 2,355 | 3,167 |
Таблица 6. Снятие и построение АХ для усилительного каскада с ООС по напряжению
| Uвх, В | 0 мВ | Uвх(12 мВ) | Uвх(300 мВ) | Uвх(500 мВ) | Uвхmax(800 мВ) |
| Исходная схема, Uвых, В | 0 | 0,024 | 0,383 | 1,007 | 1,611 |
По полученным данным построим АХ для трёх схем, представленные на рисунке 5.
Рисунок 2. АХ усилителя
Вывод:
В данной лабораторной работе была проведена серия опытов для вычисления параметров и построения АХ для усилительных каскадов без ООС, с ООС по току и с ООС по напряжению. Было выявлено, что коэффициенты усиления у схем с ООС гораздо ниже, чем у исходной, однако диапазон полосы пропускания у схем с ООС шире, это объясняется тем, что площадь усиления является постоянной величиной. Также можно заметить, что в схеме с последовательной ООС выходное сопротивление выше, чем в исходной, а в схеме с параллельной ООС выходное сопротивление уменьшилось.