Лабораторная работа

ИССЛЕДОВАНИЕ ДИФФЕРЕНЦИАЛЬНОГО УСИЛИТЕЛЯ.

1.ЦЕЛЬ РАБОТЫ. Исследовать работу дифференциального усилителя.

Определить качественные основные показатели усилителя в линейном режиме и в режиме ограничения.

.2.СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ.

3. ОБОРУДОВАНИЕ. Для выполнения лабораторной работы используется стенд для исследования дифференциального усилителя, приборы измерительного блока (два амперметра А1 и А2, два вольтметра V1 и V2, универсальный измеритель – АВО в режиме измерителя тока), регулируемые источники питания (+Е1) и (-Е2) и встроенные в стенде источники напряжений синфазного и дифференциального вида, контроль напряжения которых проводится дополнительным вольтметром V3 типа РВ7 – 22А. На панели стенда дифференциального усилителя изображена принципиальная схема для проведения исследования с гнёздами подключения измерительных приборов и элементами регулирования баланса, контроля суммарного тока, установки дифференциального и синфазного напряжений. Перед сборкой схемы необходимо изучить расположения элементов на стенде.

В верхней части стенда дифференциальный усилитель имеет:

- потенциометр балансировки плеч усилителя R2;

- три пары гнёзд для подключения амперметров – I_к1, I_к2, I_Σ;

- гнёзда для подключения вольтметров в цепях коллекторов U_вых1 U_вых2 и во входных цепях U_вх1, U_вх2 ;

- переключатели во входных цепях.

В нижней части стенда органы управления источника сигналов:

- включатель напряжения питания на схему сигналов;

-потенциометры установки дифференциального U_диф и синфазного U_синф напряжений;

- гнёзда для контроля эти напряжений.

Напряжения источника сигналов подаются на переключатели во входных цепях исследуемого усилителя.

Сборка схемы:

-установить напряжение питания схемы ±10 В. Контроль напряжения +Е1 осуществляется вольтметром в гнезде I_k1 или в гнезде I_k2, а напряжение –Е2 в соответствующем гнезде стенда. Напряжения устанавливаются потенциометрами Е1 и Е2 на панели источников питания;

-Подключить питание к источникам сигналов переключателем «Вкл». Проверить пределы регулирования дифференциального и синфазного напряжений. Для этого сигнальный проводник РВ7-22А вставлять в гнёзда выходных напряжений дифференциального и синфазного напряжений и контролировать напряжения в при крайних положениях потенциометров. Пределы изменения дифференциального напряжения от (-100 до +100) мВ ±40%, синфазного напряжения – в пределах от -700.до +700 мВ ±20%. Установить дифференциальное и синфазное напряжения равных нулю.

-переключатели на входах и переключатель I_Σ поставить в нижнее положение;

-АВО установить в режим измерения тока и входные проводники вставить в гнёзда I_Σ; переключатель I_Σ поставить в нижнее положение;

- вставить амперметры А1 и А2 в гнёзда I_k1 и I_k2, а вольтметры V1 и V2 – в гнёзда U1_вых и U2_вых;

-убедиться в том, что сумма коллекторных токов равна показаниям АВО

I_k1 + I_k2 = I_Σ ±10%;

-потенциометром R2 установить симметрию плеч – регулировать таким образом, чтобы напряжения U1_вых и U2_вых стали равны с минимальной погрешностью;

-переключатели на входах поставить в верхнее положение;

-проводники АВО подключить к выходам дифференциального напряжения.

Схема готова для проведения исследования.

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

4.1. Провести исследования в режиме усиления дифференциального сигнала.

Снять зависимость U_вых1, U_вых2 , ∆U_вых , I_k1 , I_k2 от входного дифференциального напряжения. Снять 6 точек в режиме усиления и 2 точки в режиме ограничения. Для этого вначале необходимо определить напряжения ограничения по входу. Установить на входе усилителя отрицательное дифференциальное напряжение, контролируемое РВ7-22А, таким образом, чтобы напряжение U1 стало равным +9,2 В. Значение входного напряжения записать в графу «-U_огр». Установить на входе усилителя положительное дифференциальное напряжение, контролируемое АВО, таким образом, чтобы напряжение U2 стало равным +9,2 В. Значение входного напряжения записать в графу «+U_огр». В таблице значения входных напряжений до нуля распределить равномерно, т.е. значения U_огр необходимо разделить на четыре. Полученные значения занести в таблицу 1. Устанавливая входные напряжения записывать значения U_вых1, U_вых2 , ∆U_вых , I_k1 , I_k2.

Таблица 1.

Uвх.Д,мВ

Отрицательные напряжения

0

Положительные напряжения

2Uогр

1,5Uогр

-Uогр

+Uогр

1,5Uогр

2Uогр

U1вых,В

U2вых,В

Ik1, мА

Ik2, мА

ΔU, В

Дифференциальное выходное напряжение вычислять ΔU = U2_вых – U1_вых

Определить коэффициент усиления по формуле , где ΔU1 и ΔU2,

U_1вхД, U_2вхД – соседние значения из таблицы на линейном участке вблизи точки U_вх =0 В.

Зарисовать характеристики I_k=f (U_вхД), U_вых=f (U_вхД), ΔU = f (U_вхД).

По характеристикам определить напряжение смещения U_см.

4.2. Провести исследования в режиме усиления синфазного сигнала.

Определить коэффициент ослабления синфазного сигнала. Для этого необходимо снять зависимость выходного напряжения от синфазного сигнала. Установить дифференциальное напряжение вблизи нулевого напряжения записать значение U_вхД. Провести измерения в цепях усилителя при максимальных значениях положительного и отрицательного синфазного напряжения. Результаты измерений записать в таблицу 2.U_вхД = _____

Таблица 2.

Uвх. синф, мВ	U1вх.С=	0	U2вх.С=
U1вых, В
U2вых, В
Ik1, мА
Ik2, мА
ΔU,В	ΔU1=		ΔU2=

Вычислить коэффициент передачи синфазного сигнала К_сф= и коэффициент ослабления синфазного сигнала К_ОС,СФ = - 20 log .

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Указать назначение элементов ДУ.

2. Объяснить работу ДУ в режиме баланса, усиления и ограничения.

3. Какие сигналы называются синфазными и дифференциальными?

4. Как повысить входное сопротивление ДУ?

5. Какие параметры схемы ДУ влияют на коэффициент ослабления синфазного сигнала.

6. Какой выход называется симметричным?

7. Какой выход называется несимметричным?

8. При каком выходе усиление сигнала оказывается больше – при симметричном или при несимметричном?

9. Перечислите основные параметры дифференциального усилителя.

.

147