Додаток 3. До вимірювання амплітудно-частотних характеристик і частотних параметрів підсилювача

Амплітудно-частотна характеристика (АЧХ) -залежність модуля

схемної функції

F _f _

от частоти f гармонійного вхідної напруги U₁

або

струму

I₁ (як правило постійної амплітуди тобто U_1m const ).

В якості схемної функції

F _f _

можуть виступати вихідна напруга

U_{2 }f _

або струм

I_{2 }f _, або вторинний параметр:

U

K _f _^{U2 f }

^U1m

• коефіцієнт передачі напруги,

I

K _f _^{I2 f }

^U1m

• коефіцієнт передачі струму,

^Zвх

^U ^f 

_ 1

I_{1 }f _

• вхідний опір і т.д.

На практиці найчастіше цікавить АЧХ у вигляді залежностей

K_{U }f _

U_{2 }f _,

K_{U }f _

(рис.Д.4.1, а) або в нормованому вигляді –

M _f _ , де

^KU 0

^KU 0 ^-

коефіцієнт передачі напруги для області середніх частот (область частот, при якій модуль схемної функції змінюється до величини не менше заданого

значення

M _Д K_{U 0} або

M _Д ).

Якщо схемної функції

^K_U ^f ^,

M _f _

та частота f змінюється в

широкому діапазоні значень, то будують АЧХ в логарифмічному масштабі (рис. Д.3.1, в, г).При цьому відкладають на осіординат

K_{U }f _20lg_K_{U }f _[дБ]

або

M _f _20lg_M _f _[дБ], а по осі абсцис -

значення

lg _f _.

Часто вибирають допустимий коефіцієнт нерівномірності (він же

нормований коефіцієнт передачі напруги) Параметрами АЧХ підсилювача є:

M _Д 

¹ 0.707 .

2

• нижня

f_н та верхня

f_в граничні частоти смуги пропускання -

відповідно мінімальне і максимальне значення частоти гармонійної вхідної напруги, при яких модуль схемної функції зменшується до значення M _Д K_{U 0} ;

• смуга пропускання f

f_в 

f_н ;

• широкосмуговість абодобротність підсилювача:

Q K_U f

Q=K_U f.

Блок-схема установки для вимірюванняАЧХ наведена на рис. Д.3.2. Длявимірювання АЧХ довхідних затискачів підсилювача 2

підключають генератор гармонійних коливань 1, вольтметр V₁

4 та один вхід

осцилографа 5, а до вихідних затискачів - вольтметр V₂

осцилографа 5.

3 та інший вхід

За допомогою відповідних ручок змінюють частоту коливань генератора 1 і підтримують амплітуду постійної, спостерігаючи показання

вольтметра V₁

4. Потім зчитують показання вихідного вольтметра

V₂ .

Осцилографа 5 дозволяє спостерігати і вимірювати осцилограми вхідної U₁

та вихідної U₂

напруг підсилювача.

а

б

_в г

Рис. Д.3.1. Амплітудно-частотні характеристики:

а – залежність коефіцієнта передачі напруги;

б - залежність коефіцієнта нерівномірності АЧХ;

в, г - логарифмічні амплітудно-частотніхарактеристики відповідно для

функцій

K_{U }f _[дБ] та

M _f _[дБ].

Рис. Д.3.2. Блок-схема установкидля вимірювання АЧХ підсилювача.

Додаток4. До вимірювання фазочастотної характеристики підсилювача

Фазочастотна характеристика (ФЧХ) являє собою залежність

аргументу

_f _

або

__

схемної функції (наприклад

K_{U }j_) від частоти

f (або)гармонійного вхідної напруги U₁

(U_1m const ).

При вимірахзалежностейвихідноїнапруги U₂

постійної амплітуди

від частоти f ФЧХ

визначається кутом зсуву фаз гармонійної напруги U₁ .

_f _

вихідної напруги U₂

щодо вхідної

Вимірюють ФЧХ з точністю до 1за допомогою аналогових електронних фазометрів або з більшою точністю за допомогою цифрових фазометрів.

З невисокою точністю виміряти ФЧХ можна за допомогою двопроменевого осцилографа. Блок-схема лабораторної установки для вимірювання фазочастотної характеристики наведена на рис. Д.5.1. При вимірюванні ФЧХможна обійтися безвольтметрів V₁ та V₂ .

Передавальна функція підсилювача визначається виразом:

  ^U

^j U

ej

^₂ ^

U __

^j^{} _{ }

^j 

K_U j

_ 2

U _j_

_ 2m

U

_e ^j₁^

_ 2m

U

_e 2 1

^

K_U

e ^{},

1 _1m 1m

де K_U

_{}^U_2m ^

U_{1m }_

• модуль функції передачі;

___{2 }__{1 }_

– аргумент функції передачі, рівний різниці фаз

вихідної напруги U₂

та вхідної напруги

U₁ ,

U_1m const ,

^U2m

• амплітуди

відповідно вхідної та вихідноїнапруг.

При вимірюванніФЧХнеобхідно на один вхід осцилографаподати

вхідну напругу U₁

та засинхронізувати розгортку осцилографа цією ж

напругою U₁ , а на другий вхід цього осцилографа подати напругу U₂ . Потім за допомогою перемикачів тривалості розгортки встановити один період гармонійного напруги на всю шкалу (на 10 поділок) екрана трубки

осцилографа. За допомогою регулювань Y₁ та Y₂ (а також за допомогою

калібрувальних регулювань підсилення) встановити однакові амплітуди

напруг U₁ , U₂

на всюшкалу по вертикалі (см. рис. Д.4.2).

Враховуючи, що по осі x на 10 поділках відкладається фазовий зсув

^^^{2360}

можна знайти масштабний коефіцієнт фази

_{m }2

_360 _36 град _.

^ 10 10

Фазовий зсув

дел

__

визначається виразом

__n m_, де n – число

поділок по осі x , що визначаютьфазовий зсув U₁ таU₂.

Рис. Д.4.1. Блок-схема установкидля вимірювання ФЧХ підсилювача.

Рис. Д.4.2. Осцилограми вхідної U₁ та вихідної U₂ напруг підсилювача.