Журнал лабораторных работ 21, 23 по курсу «Электротехника и электроника» (120

Снять и построить на рис. 1.14 регулировочную характеристику выпрямителя Uн.ср = f (α). Напряжение на нагрузке контролировать цифровым мультиметром или стрелочным вольтметром стенда. Углы включения α отсчитывать по экрану осциллографа. Результаты измерений отобразить в табл. 1.6.

11

Лабораторная работа № 23

Исследование усилителя электрических сигналов

Цель работы – изучение принципа действия и основных характеристик усилительного каскада с общим эмиттером, а также влияния на характеристики усилителя отрицательной обратной связи.

Задание и порядок выполнения работы

Перед выполнением экспериментальной части работы необходимо ознакомиться с правилами охраны труда, изучить электрические схемы исследуемых устройств и принцип их работы, знать назначение и расположение органов управления на стенде, изучить порядок выполнения работы, а также получить разрешение у преподавателя на проведение экспериментов.

Исследование режима покоя усилителя с общим эмиттером

Используя набор перемычек собрать схему усилителя (рис. 2.1). Обозначения элементов схемы соответствуют обозначениям на лицевой панели стенда.

Рис. 2.1

Задание 1. Включить питание стенда и измерительных приборов. Установить переключатель режимов цифрового вольтметра в положение DC, соответствующее измерению постоянного напряжения. Работу проводить в такой последовательности.

1. Измерить напряжение питания усилителя Ек.

12

2.Подключить вольтметр к эмиттеру транзистора V14. Потенциометром

R23 установить напряжение покоя эмиттера Uэ.п = 0,1Eк. Измерить напряжение покоя на базе транзистора Uб.п.

3.Потенциометром R24 установить напряжение покоя на коллекторе Uк.п = 0,5Eк. Измерить напряжение UR24 на потенциометре R24.

4.Рассчитать сопротивление резистора R24 по формуле

Uэ.п – UR24 = UR24 .

300 R24

Задание 2. Рассчитать коэффициенты усиления по напряжению для двух вариантов схемы.

А. Для усилителя с отрицательной обратной связью по переменному току

Б. Для усилителя с увеличенной глубиной отрицательной обратной связи (отсутствует конденсатор С40, шунтирующий по переменному току резистор R24)

Исследование амплитудных характеристик усилителя

Подключить к исследуемой схеме генератор синусоидального сигнала (ГСС) и измерительные приборы (рис. 2.2). Минусовые («земляные») выводы приборов должны быть подключены к общей точке схемы, вольтметр следует перевести в режим АС (измерение переменного напряжения).

Рис. 2.2

13

Задание 3. Установить на генераторе входное синусоидальное напряжение с частотой f = 1 кГц и действующим значением Uвх ≈ 100 мВ. Наблюдать на экране осциллографа усиленный синусоидальный сигнал.

Постепенно увеличивая входное напряжение, установить момент появления нелинейных искажений выходного сигнала. Зафиксировать в журнале действующее значение входного напряжения Uвх.нел, соответствующее появлению искажений.

Задание 4. Снять амплитудную характеристику усилителя по семи-восьми точкам, входное напряжение изменять в диапазоне значений от Uвх ≈ 20 мВ до Uвх.нел. Выходное и входное напряжение измерять цифровым вольтметром. Результаты измерений отобразить в табл. 2.1.

Задание 5. Увеличить глубину отрицательной обратной связи, удалив перемычку, подключающую конденсатор С40. Провести измерения, аналогичные представленным в заданиях 3 и 4. Результаты измерений отобразить в табл. 2.2.

По данным табл. 2.1 и 2.2 в единой системе координат (рис. 2.3) построить амплитудные характеристики. Определить значения коэффициентов усиления по напряжению на линейных участках амплитудных характеристик и сравнить их с теоретическими значениями, вычисленными по формулам (1) и (2).

Исследование амплитудно-частотных характеристик усилителя

В этом задании исследуется влияние глубины отрицательной обратной связи на полосу пропускания усилителя с общим эмиттером.

Задание 6. В схеме, изображенной на рис. 2.2, измерить нижнюю fн и верхнюю fв граничные частоты полосы пропускания. Для этого при частоте входного сигнала f = 1 кГц увеличивать напряжение генератора до тех пор, пока амплитудное значение выходного напряжения Uвых.max не достигнет 2 В. Напряжение следует контролировать осциллографом, установив масштаб по амплитуде 1 В/дел (рис. 2.4, а).

Для измерения нижней граничной частоты полосы пропускания fн следует уменьшать частоту входного сигнала до тех пор, пока напряжение на выходе усилителя не достигнет значения Uвых.max = 1,4 В (рис. 2.4, б).

14

Рис. 2.3

Для измерения верхней граничной частоты полосы пропускания fв следует увеличивать частоту входного сигнала до тех пор, пока напряжение на выходе

усилителя не достигнет значения Uвых.max = 1,4 В (рис. 2.4, в). После определения граничных частот рассчитать полосу пропускания ∆f = fв – fн.

Рис. 2.4

15

Задание 7. Увеличить глубину отрицательной обратной связи, удалив перемычку, подключающую конденсатор С40. Провести измерения аналогичные измерениям, проведенным в задании 6, результаты отобразить в табл. 2.3. Сравнить граничные частоты и полосы пропускания для схем с разной глубиной отрицательной обратной связи, сделать необходимые выводы.

Сотрицательной обратной связью

Сувеличенной глубиной отрицательной обратной связи

Содержание

Лабораторная работа № 21. Исследование неуправляемых и управляемых выпрямительных устройств . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Лабораторная работа № 23. Исследование усилителя электрических сигналов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

16