- •Минобрнауки россии
- •I. Требования предъявляемые к студентам при выполнении лабораторных работ
- •II. Экспериментальные исследования основыных характеристик и количественных показателей усилителя
- •III. Лабораторная работа 1 исследование предварительного усилительного каскада на полевом транзисторе
- •IV. Лабораторная работа 2 исследование усилительного каскада на биполярных транзисторах
- •V. Лабораторная работа №3 исследование импульсного усилителя с высокочастотной индуктивной коррекцией
- •VI. Лабораторная работа №4 исследование двухтактного бестрансформаторного выходного каскада
- •VII. Лабораторная работа №5 исследование эмиттерного повторителя
- •VIII. Лабораторная работа №6 исследование операционного усилителя
- •IX. Лабораторная работа №7 исследование некоторых функциональных устройств аналоговой обработки сигналов на операционных усилителях
II. Экспериментальные исследования основыных характеристик и количественных показателей усилителя
2.1. Амплитудная характеристика
Амплитудная характеристика усилителя (АХ) представляет собой зависимость установившего значения выходного напряжения сигнала от входного.
Используется АХ для определения динамического диапазона усилителя , характеризующего диапазон изменения напряжения сигнала, усиливаемого данным усилителем без помех и искажений.
Рис. 2.1. Амплитудная характеристика
Значение Uвх min определяется уровнем собственных помех усилителя, а Uвх max – напряжением насыщения активного элемента усилителя (рис. 2.1.).
Структурная схема установки для снятия АХ приведена на рис. 2.2.
Рис. 2.2. Структурная схема установки
Снятие АХ производится для сигнала с fc=I кГц. При этом сначала грубо определяется величина Uвх, при котором наступает искажение выходного сигнала.
Затем снимают зависимость , изменяя Uвх от 0 до Uвх max шагом .
Для определения Uвх min участок характеристики Uвх=0 до снимается с более мелким шагом (6-8 точек). Результаты измерений сводят в таблицу.
fc=1 кГц
Таблица 1
Uвх |
|
Uвых |
|
Для предварительных каскадов усиления определяется также напряжение собственных помех Uп , для чего измеряют напряжение при замкнутом входе усилителя (генератор сигналов отключен).
2.2. Амплитудно-частотная характеристика
Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) представляет собой зависимость коэффициента усиления от частоты сигнала.
АЧХ строится в прямоугольной системе координат в полулографичесом масштабе (по вертикали – линейный, по горизонтали –логарифмический). Для УНЧ АЧХ имеет вид, представленный на рис. 2.3.
Рис. 2.3. Амплитудно-частотная характеристика
По АЧХ оценивают коэффициент частотных искажений , диапазон рабочих частот (полоса пропускания) . Здесь – значения частот, при которых коэффициент усиления снижается до величины 0,707 К0.
К0 – значение коэффициента усиления в области средних частот.
.
Спад АЧХ в области низких частот определяется величиной переходной (разделительной) емкости, а на верхних частотах – величиной паразитной емкости, определяемой межэлектродными емкостями: С0=Свых+Свх+См .
Структурная схема установки при снятии АЧХ не отличается от приведенной на рис. 2.2.
Снятие АЧХ производится в следующем порядке:
на вход усилителя подают сигнал с амплитудой (Uвх), соответствующей середине динамического диапазона усилителя, и в дальнейшем амплитуда Uвх поддерживается неизменной;
изменяя частоту входного сигнала, добиваются максимального значения Uвых , что соответствует средней частоте полосы пропускания;
уменьшают частоту генератора до тех пор, пока Uвых уменьшается до значения 0,707 Uвх max , что соответствует fн ;
аналогично определяют fв , увеличивая частоту генератора до тех пор, пока Uвых уменьшается до величины 0,707 Uвх max ;
найдя таким образом граничные частоты, производят по 5-6 замеров Uвых для частот в окрестностях fн , fв ;
производят 5-6 замеров Uвых в диапазоне средних частот.
По полученным данным рассчитывается коэффициент усиления в каждой точке замера и относительный коэффициент усиления .
Результаты измерения и расчетов сводят в таблицу.
пост Таблица 2
fc, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1к |
2к |
5к |
10к |
20к |
50к |
100к |
200к |
lg fc |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ki |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Yi |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
По полученным данным строят АЧХ.
При снятии АЧХ широкополосных усилителей обычно определяют лишь fв , при этом значения Uвых и К определяются для заданных заранее значений fc . В этом случае особенно следует уделять внимание поддержанию постоянной амплитуды входного сигнала - Uвх .