УОИС_ЛР3_2022

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

БелорусскиЙ государственный университет

информатики и радиоэлектроники

Факультет информационной безопасности

Кафедра инфокоммуникационных технологий

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3 ИССЛЕДОВАНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК УСИЛИТЕЛЬНЫХ КАСКАДОВ С ОБЩИМ ЭММИТЕРОМ, БАЗОЙ И КОЛЛЕКТРОМ

Студент группы 062101

Проверил Гурский А.Л.

Минск 2022

1 Цель работы

Изучить особенности частотных характеристик и усиления прямоугольного видеоимпульса в зависимости от способа включения транзистора в усилительном каскаде.

2 Анализ характеристик усилительного каскада с общим эмиттером

Рисунок 1 – Схема цепи с общим эмиттером

2.1 Измерения частотных характеристик входного сопротивления, коэффициента передачи напряжения и тока

Рисунок 2 – Частотные характеристики входного сопротивления

Графики: АЧХ коэффициента передачи тока K_i(f) = 20lg[I_вых(f) / I_вх(f)] в децибелах; АЧХ коэффициента передачи напряжения K_u(f) = 20lg[U_вых(f) / U_вх(f)] в децибелах; модуль входного сопротивления каскада Z_вх(f) = U_вх(f) / I_вх(f) в килоомах; ФЧХ коэффициента передачи напряжения _u(f) в градусах;

Δf=fв-fн=131.786-163,128=131,622 кГц

 f_с = (f_в + f_н) / 2 = 65,974кГц.

Измерим на частоте f_с значения Z_вх(f_с), K_u(f_с), _u(f_с) и K_i(f_с).

Z_вх(f_с) = 1,807кОм;

K_u(f_с) = 28,975 дБ;

K_i(f_с) = 28,112дБ;

_u(f_с) = -179,127⁰

Рисунок 3 - График зависимости коэффициента частотных искажений

2.2 Анализ усиления прямоугольного видеоимпульса

Рисунок 4 – Анализ усиления прямоугольного видеоимпульса

Графики: верхний – входной сигнал Uвх(t) в милливольтах; нижний – выходной сигнал Uвых(t) в милливольтах.

U_вх(t) = U_m вх =6,55 мВ.

U_вых(t) = U_m вых = 192,534 мВ.

Коэффициент усиления K_u = 20lg(U_m вых / U_m вх) = 29,36 дБ, и сравним с измеренным значение K_u(f_с) =28,975дБ.

2.3 Частотные характеристики выходного сопротивления

Рисунок 5 – Схема цепи с общим эмиттером для анализа частотных характеристик

Рисунок 6 – График модуля выходного сопротивления каскада

Полученный график модуля выходного сопротивления каскада Z_вых(f) = U_вых(f) / I_вых(f) в килоомах.

Измерим на частоте f_с = 65,974кГц значения Z_вых(f_с).

Z_вых(f_с) = 0,979 кОм.

3 Анализ характеристик усилительного каскада с общей базой

Рисунок 7 – Электрическая схема цепи с ОБ

3.1 Частотные характеристики входного сопротивления, коэффициента передачи напряжения и тока

Рисунок 8 – Частотная характеристика и (АЧХ); ФЧХ передача коэффициента и ; модель входного сопротивления

= 8 Гц

=9,917 MГц

∆f= - =9,916 МГц

Средняя частота рабочей полосы: =( - /2=4,958 МГц

=23,393 кОм

=-28,190 дБ

=-20,1°

=-10,493 дБ

Рисунок 9 - График зависимости коэффициента частотных искажений

3.2 Анализ усиления прямоугольного видеоимпульса

Рисунок 10 – Входной и выходной сигналы

(t)= =3,423 mV

(t)= mV

K=20lg =27,98 дБ

3.3 Частотные характеристики выходного сопротивления.

( )= кОм

Рисунок 11 – Модуль выходного сопротивления каскада

4.1 Анализ характеристик усилительного каскада с общим коллектором

Рисунок 12 – Электрическая схема цепи

Измерить частотные характеристики входного сопротивления, коэффициента передачи напряжения и тока

Рисунок 13 – Графики АЧХ и ФЧХ

Зарисовали полученные графики (сверху вниз): модуль входного сопротивления каскада Z_вх(f) = U_вх(f) / I_вх(f) в килоомах; АЧХ коэффициента передачи напряжения K_u(f) = 20lg[U_вых(f) / U_вх(f)] в децибелах; ФЧХ коэффи-циента передачи напряжения К_u(f) в градусах; АЧХ коэффициента передачи тока K_i(f) = 20lg[I_вых(f) / I_вх(f)] в децибелах.

f_н =11 Гц

 f_в =0,674 МГц

 Δf = f_в – f_н =673,989 кГц

Определили среднюю частоту рабочей полосы как

 f_с = (f_в + f_н) / 2=337 кГц.

Измерили на частоте f_с значения: 

Z_вх(f_с)=7,615 кОм

 K_u(f_с)=-0,354 дБ

φ(f_с) =0°

 K_i(f_с)=11,218 дБ

Рисунок 14 - График зависимости коэффициента частотных искажений

Проанализировать усиление прямоугольного видеоимпульса

Рисунок 15 – График входного и выходного сигнала

(t)= =8,951 mV

(t)= mV

K=20lg =-0,35251 дБ

Измерить частотные характеристики выходного сопротивления

Полученный график модуля выходного сопротивления каскада 

Z_вых(f) = U_вых(f) / I_вых(f) в килоомах.

Рисунок 16 – График АЧХ

Измерить на частоте f_с значения Z_вых(f_с).

Z_вых(f_с)=19,81 кОм

Вывод: Изучили особенности частотных характеристик и усиления прямоугольного видеоимпульса в зависимости от способа включения транзистора в усилительном каскаде.