Транзисторный усилитель низкой частоты

 

В данной работе исследуется усилительный каскад с общим эмиттером (ОЭ)

 

Порядок выполнения работы

 

1 Собрать схему каскада с ОЭ (рисунок 2.13)

 

Номиналы элементов:

R_н= 1 кОм; С_р1= С_р2 = 20 мкФ; Е = 20 В. (Полярность напряжения питания Е зависит от типа транзистора). Тип и параметры транзистора задаются преподавателем.

Сопротивление R_б задать сначала равным 50 кОм, R_к – примерно 500 Ом.

 

Примерный вид схемы в программе Electronics WorkBench показан на рисунке 2.14

Рисунок 2.14 - Схема каскада с общим эмиттером в программе Electronics WorkBench

 

2 Задание режима по постоянному току

 

2.1 Вольтметры V1 и V2 и амперметры А1 и А2 установить в режим измерения постоянного тока.

2.2 Изменяя величину R_б, установить напряжение на базе U_б0» 0,7 – 0,9 В. Измерить ток базы I_б0.

2.3 Изменяя величину R_к, установить напряжение на коллекторе U_к0 равным примерно Е/2, то есть U_к0» 10 В. Измерить ток коллектора I_к0.

2.4 Рассчитать теоретические значения I_б0, U_б0, I_к0, U_к0. Сравнить с измеренными значениями.

 

3 Измерение коэффициента усиления напряжения

 

3.1 Установить Е_г равным 10 мВ, частотой 20 кГц.

3.2 Подключить к выходу осциллограф. Наблюдая выходной синусоидальный сигнал, определить его амплитуду. Определить коэффициент усиления по напряжению

К_u = U_вых/Е_г.

(Следует учитывать, что Е_г=10 мВ – действующее значение).

 

4 Измерение коэффициента усиления тока

 

4.1 Вместо источника напряжения Е_г подключить ко входу схемы источник тока. Задать значение I_г = 0,1 мА, частотой 20 кГц.

4.2 Измерить амперметром А3 значение выходного тока I_вых.

4.3 Определить коэффициент усиления по току

К_I = I_вых/I_г.

 

Содержание отчёта

 

- Схема электрическая;

- Измеренные и рассчитанные значения:

R_б, R_к, I_б0, U_б0, I_к0, U_к0;

- Измеренные значения коэффициентов усиления К_u и К_I.

 

Контрольные вопросы

 

Основные показатели усилителей.

Обратная связь (ОС) в усилителях. Виды ОС. Влияние ОС на параметры усилителя.

Схемы усилителей на биполярных и полевых транзисторах, их основные свойства. Расчёт каскада с общим эмиттером по постоянному и переменному току.

 

 

Лабораторная работа N 4. Операционные усилители

Варианты заданий

R_ос = 60 кОм (для всех вариантов)

 

Вариант 1 R = 1 кОм; R₁ = 1 кОм; R₂ = 2 кОм;

R₃ = 3 кОм.U_вх1 = 0,2 В, U_вх2 = -1 В, U_вх3 = 0,4 В.

Вариант 2 R = 2 кОм; R₁=6 кОм; R₂ = 4 кОм;

R₃ =1 кОм, U_вх1= 0,1 В, U_вх2 = 0,2 В, U_вх3 = -0,1 В.

Вариант 3 R = 3 кОм; R₁ = 2 кОм; R₂ = 3 кОм;

R₃ = 4 кОм U_вх1 =0,3 В, U_вх2 = 0,1 В, U_вх3=0,2 В.

Вариант 4 R = 4 кОм; R₁ = 5 кОм; R₂ = 10 кОм;

R₃=1 кОм. U_вх1 =0,1 В, U_вх2= -0,2 В, U_вх3=0,3 В.

Вариант 5 R = 5 кОм; R₁ = 3 кОм; R₂= 12 кОм;

R₃ = 4 кОм U_вх1= -0,4 В, U_вх2=0,1 В, U_вх3 =0,3 В.

Вариант 6 R = 6 кОм; R₁= 4 кОм; R₂ = 1 кОм;

R₃ = 3 кОм U_вх1= -0,1 В, U_вх2= 0,2 В, U_вх3 =0,5 В.

Вариант 7 R=10 кОм;R₁=10 кОм; R₂=5 кОм;

R₃ = 12 кОм U_вх1= -0,1 В, U_вх2= 0,3 В, U_вх3 =0,1 В.

Вариант 8 R= 12 кОм; R₁ = 1 кОм; R₂=2 кОм;

R₃=10 кОм U_вх1=0,3 В, U_вх2= 0,1 В, U_вх3 = -0,2 В.

Вариант 9 R =1 кОм; R₁ =5 кОм; R₂ = 6 кОм;

R₃ = 2 кОм, U_вх1=0,2 В, U_вх2= 0,3 В, U_вх3 = -0,1 В.

Вариант 10 R=2 кОм; R₁=2 кОм; R₂=12 кОм; R₃ =4 кОм,

U_вх1= 0,1 В, U_вх2= -0,2 В, U_вх3 = 0,4 В.

Вариант 11 R =3 кОм; R₁=4 кОм; R₂=3 кОм;

R₃ =10 кОм, U_вх1=0,4 В, U_вх2= 0,1 В, U_вх3 = -0,4 В.

Вариант 12 R=4 кОм; R₁=6 кОм; R₂ = 2 кОм; R₃ = 5 кОм

U_вх1= -0,2 В, U_вх2= 0,3 В, U_вх3 = 0,1 В.

Вариант 13 R = 5 кОм; R₁ = 10 кОм; R₂=4 кОм;

R₃=1 кОм U_вх1= -0,3 В,U_вх2= 0,5В, U_вх3= 0,1 В.

Вариант 14 R = 6 кОм; R₁ = 6 кОм; R₂ = 3 кОм;

R₃ = 2 кОм U_вх1=0,5 В, U_вх2= 0 В, U_вх3 = -0,1 В.

Вариант 15 R=10 кОм; R₁=5 кОм; R₂ = 10 кОм;

R₃=1 кОм U_вх1=0,1 В, U_вх2= -0,3 В, U_вх3= 0,3 В.

 

Инвертирующий усилитель

Собрать схему инвертирующего усилителя (рисунок 2.15). Подать на вход напряжение U_вх1 от источника постоянного напряжения (см. индивидуальное задание). К выходу подключить вольтметр (установить режим DC – измерение постоянного напряжения).

 

Измерить вольтметром напряжение на выходе. Рассчитать коэффициент усиления. Сравнить его с вычисленным по формуле

Неинвертирующий усилитель

 

Собрать схему неинвертирующего усилителя (рисунок 2.16)

 

 

Аналогично заданию 1, подать на вход U_вх1.

 

Измерить вольтметром напряжение на выходе. Рассчитать коэффициент усиления. Сравнить его с вычисленным по формуле

Дифференциальный усилитель

 

Собрать схему дифференциального усилителя (см. рисунок 2.17). Подать на входы напряжения (см. индивидуальное задание).

 

Измерить вольтметром напряжение на выходе. Сравнить его с вычисленным по формуле

Инвертирующий сумматор

 

Собрать схему инвертирующего сумматора (смотреть рисунок 2.18). Подать на входы напряжения в соответствии с индивидуальным заданием.

 

 

Измерить вольтметром напряжение на выходе. Сравнить его с вычисленным по формуле

Ненвертирующий сумматор

 

Собрать схему неинвертирующего сумматора (рисунок 2.19). Подать на входы напряжения (см. индивидуальное задание).

 

 

Измерить вольтметром напряжение на выходе. Сравнить его с вычисленным по формуле

Содержание отчёта

 

Принципиальные схемы по заданиям 1 - 4, задание, расчёты коэффициентов усиления, выходных напряжений и другие расчеты, проводимые в работе.

Контрольные вопросы

 

Преимущества и недостатки ОУ. Параметры ОУ. Идеальный ОУ.

Почему ОУ в линейных схемах не используются без отрицательной обратной связи?

Формулы для расчёта коэффициентов усиления ОУ.

Список использованной литературы

 

1 Электротехника и электроника в экспериментах и упражнениях. Практикум на Workbench. 2 тома. Под ред. Панфилова Д. И., изд. «Додэка», М. 2000.

 

2 Королёв Г. В. Электронные устройства автоматики. - М.: «Радио и связь» 1991.

 

3 Хоровиц П., Хилл.У. Искусство схемотехники -М.: «Мир» 2003.

 

4 Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехни-ка. -М.: «Мир» 1982.

 

5 Ровдо А. А. Схемотехника усилительных каскадов на биполярных транзисторах -М: Изд. Дом «Додэка – ХХ1» 2002.