ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО СВЯЗИ

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

_______________________________________________

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра радиооборудования и схемотехники

Лабораторная работа №1

по дисциплине «Схемотехника телекоммуникационных устройств»

на тему:

«Исследование резисторного каскада предварительного усиления.»

Выполнил: студ. группы

Проверил: Бажин А.В.

_____________________

Москва ****

1. 
   Цель работы
   

1.1 Исследование характеристик резисторного каскада предварительно усиления.

1.2 Освоение методов схемотехнического моделирования на основе программы Micro-CAP 12 (или более поздней версии).

2. Принципиальная схема усилителя:







3. Предварительные расчёты

Для заданного варианта (19 вариант) R₆=R_н=4.5 кОм. Остальные параметры и номиналы каскада:

С₁=20 мкФ R₁=3.6 кОм

C₂=50 мкФ R₂=10 кОм

С₃=100 мкФ R₃=51кОм

C₄= 25 мкФ R₄=680 Ом

С₅= 500 пФ R₅=6.2 кОм

Q1(параметры транзистора):

r_бб=66.7 Ом(объемное сопротивление базы);

С_к=3 Пф(ёмкость коллекторного перехода);

h_21э = 75(статический коэффициент усиления по току);

I_к0=1 мА; (постоянный ток)

f_T=150 МГц(частота единичного усиления)

Расчёт:

• 
  
  

• 
  
  

• 
  
  

• 
  
  

• 
  
  
• 
  
  

4.Экспериментальная часть

Исследование частотных характеристик усилителя

График АЧХ усилителя


График ФЧХ усилителя




Линейные искажения(частотные) связаны с неравномерностью ачх усилителя. Коэф. линейных(частотных) искажений М даёт численную оценку отклонения велечины Кu на произвольной частоте от Ku на заданной частоте(в нашем случае это частота на которой Ku имеет максимальное значение) M(f)=Kumax/Ku(f). Коэф. линейных искажений М численно оценивает неравномерность АЧХ.
График АЧХ с измененными параметрами схемы С₃= от 100.1 мкФ до 0.1 мкФ с шагом (-50) мкФ


По графику видно, что увеличивая ёмкость также расширяем полосу пропускания, так как Fнч уменьшается.

C3 - это разделительный конденсатор по постоянному току. Он нужен для того, чтобы «изолировать» каскады друг от друга по постоянному току и передавать только переменный, что позволяет оставить рабочую точку каскада вне зависимости от предыдущего.

График АЧХ с измененными параметрами схемы С₄= от 0.25 мкФ до 250.25 мкФ с шагом 125мкФ


По графику АЧХ видно, что при изменении ёмкости конденсатора меняется только область нижних частот: при неизменном Fвч, значение Fнч уменьшается, а значит границы частотного диапазона (полосы рабочих частот) сужаются. Это происходит потому, что конденсатор С4 включен в цепь обратной связи транзистора 1, а значит позволяет менять глубину ОС.

В области нижних частот спад АЧХ определяется наличием разделительных конденсаторов межкаскадных связей. То есть для уменьшения искажения нижней частоты fн и расширения диапазона частот надо выбрать большую величину ёмкости разделительных конденсаторов ,а уменьшение емкости приведет к росту частотных линейных искажений на нижних частотах. То есть конденсатор обладает частотно зависимым сопротивлением :чем выше частота, тем меньше сопротивление он оказывает. На НЧ на форму АЧХ так же влияет величина конденсатора С3 шунтирующего резистор R4 в элементарной цепи транзистора. Значения ёмкостей С3,С4(и С1) влияют(определяют) значение fн, и не влияют на значение fв и Ku


График АЧХ с измененными параметрами схемы R₅= 6.2 кОм до 1.24 кОм с шагом (-2.48)к0м

Из полученных графиков следует, что увеличение сопротивления резистора R6 влияет на коэффициент усиления каскада: чем больше сопротивление, тем больше перепад напряжения и коэффициент усиления. 
Так как этот резистор находится на выходе , он изменяет выходные характеристики, а значит имеет влияние на рабочую точку в исследуемом каскаде. 

При уменьшении R6 , значения Kн и Ксвх увеличиваются , т.к они зависят от R

=R5||R6.

---

Исследование переходной характеристики усилителя.

Переходные характеристики (В области малых времен)


В области малых времен с изменениями параметров в схеме:

Изменение С₅ от 0,5 нФ до 5,5 нФ с шагом 2,5 нФ:


Изменение R₆ от 4.5 кОм до 13.5 кОм с шагом 4.5 кОм:


В области больших времен:



В области больших времен с изменениями параметров:

Изменение С₄ от 100 нФ до 400 нФ с шагом 150 нФ:


Изменение R₆ от 4,5 кОм до 13,5 кОм с шагом 5 кОм:


Таблица с результатами

	Kн	Kскв	Fн0.7, Гц	Fв0.7, кГц	ϕн, град	ϕв, град	τу, мкс	Δ
Предварительный расчёт	95.7	34.1	1.44	442	45	45	0.8	0.81%
Результаты моделирования	94.3	27.6	33	103	45	45	1.7316	38.3%
Результаты сравнения расчётов и моделирования	1.4	6.7	31.56	339			0.93	37.59

Вывод:

Каскад предварительного усиления должен обеспечить усиление входного сигнала до того уровня, который необходимо подать на вход оконечного каскада. Этот каскад должен обеспечивать максимально возможное усиление при минимальных искажениях.

---

По проделанной работе можно сделать вывод о влиянии некоторых элементов на работу такого каскада: R4 влияет на напряжение на выходе и на рабочую точку каскада, С4 изменяет характеристики каскада, изменяя глубину ОС, что также позволяет сделать усилитель стабильней по отношению, например, к температуре, С3 является разделительным конденсатором и непосредственно влияет на то, как усиленный сигнал будет передан в нагрузку.

---

Смотрите также файлы

• Курсовая работа (курсовой проект) (КР, кп) нет.doc

• Фундаментальная и прикладная наука Кубани.docx

• Методика разработки уроков Кубановедения в начальной школе.doc

• Тесты по вариантам, кто не уложился по времени, доделывал это задание дома.docx

• Гоу впо уральский государственный технический университет упи.pdf