Описание лабораторной установки

В комплект лабораторной работы входят:

Макет универсальной лабораторной установки с одной (двумя) сменными платами:

Плата №1 «Усилители на БПТ» - для исследования характеристик простейших усилителей на БПТ по трем схемам включения транзисторов: с общей базой; с общим эмиттером: с общим коллектором.

Осциллограф универсальный GOS - 620FG – для наблюдения эпюр напряжений на элементах каскадов усиления и выработки входных гармонических сигналов в диапазоне до 1 ГГц. Осциллограф GOS - 620FG может быть заменен любым двухканальным осциллографом аналогичного функционального назначения и генератором низкой частоты (Г3-33, Г3-36 и др.).

Мультимер (лабораторный тестер) – для измерения напряжений на элементах блоков питания и токов в ветвях цепей, а также определения h – параметров транзисторов.

Блок питания с плавной регулировкой выходного напряжения от 2 до 15 В.

Комплект соединительных проводов и перемычек.

Схема макета лабораторной установки с платой №1 приведена на рис. 6.1. Она содержит БПТ МП16Б, резисторы R₁ и R_Б, разделительные конденсаторы С₁, С₂, С_Э. В комплект также входит набор съемных постоянных резисторов. В схеме имеются коммутационные гнезда (1 ..14), позволяющие собрать усилитель по одной из трех схем включения.

Задание на лабораторную работу

1. Исследование и анализ характеристик и параметров усилителя по схеме с ОЭ.

2. Исследование и анализ характеристик и параметров усилителя по схеме с ОБ.

3. Исследование и анализ характеристик и параметров усилителя по схеме с ОК.

4. Определение работоспособности транзисторов с использованием мультимера (тестера).

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Мультимер (лабораторный тестер) подготовить для измерения постоянных напряжений.

Генератор сигналов низкочастотный ГЗ-36 (аналог или встроенный генератор универсального осциллографа GOS - 620FG) подготовить для работы на частоте 1 кГц при выходном напряжении 4 В.

Осциллограф подготовить для двухканального анализа гармонических сигналов на частоте 1 кГц.

ВНИМАНИЕ:

1. В режиме двухканального наблюдения корпусные контакты каналов следует подключать только к одной (общей) точке.

2. Все переключения в схеме усилителя проводить при выключенном блке питания.

1. Исследование усилительных свойств бпт в схеме с оэ

1.1. Собрать, используя плату №1 «Усилители», электрическую схему усилителя с ОЭ согласно рис. 6.2 без нагрузки ( ) и без отрицательной ОС (кон­денсатор Сэ соединить параллельно с резистором Rэ (ус­тановить перемычку между гнездами 11 и 12). Генератор низкой частоты ко входу усилителя и осциллограф не подключать.

1.2. Не подключая блок питания к схеме, установить на выходе блока питания напряжение 12 - 14 В, контролируя напряжение мультимером (тестером).

1.3. Подключить к схеме усилителя напряжение питания Е_К = 12 -14 В от блока питания, соблюдая полярность (+ Е_К блока питания с гнездом «+ внешний источник» макета лабораторной установки, а - Е_К - с гнездом « - внешний источник»).

1.4. Измерить тестером (мультимером) в режиме постоянного напряжения следующие напряжения: U_RЭ , U_RК U_КБ,, U _КЭ, U _БЭ ,U_R1 , U_R2, При измерениях соблюдать полярность подключения измерительного прибора. Результаты измерений занести в табл. 6.1.

1.5. Подготовить осциллограф в режиме двухканального наблюдения с закрытым входом (для наблюдения только переменных сигналов частоты 1 кГц). Входные делители сигналов установить в положение, позволяющее наблюдать сигналы по обоим каналам. Выход усилителя (контакт гнезда 9 или «+» конденсатора С₂ – вход канала Х осциллографа; гнездо 14 (или контакты гнезд 2,4,6) – корпус) подключить к каналу Х осциллографа, вход усилителя (гнездо 1 – вход канала У осциллографа; гнездо 2 – корпус) подключить к каналу У осциллографа.

1.6. Установить на выходе генератора частоту гармонического сигнала 1 кГц и уровень сигнала 5 – 10 мВ, контролируя параметры сигнала по индикаторам генератора или с помощью осциллографа. Медленно увеличить (или уменьшать) напряжение на выходе генерато­ра гармонического сигнала до значения, при котором еще отсутству­ют видимые искажения выходного сигнала усилителя (искажения синусоиды). Запишите полученное значение входного сигнала.

1.7. Измерить по экрану осциллографа U_mВЫХ и U_mвх на частоте 1 кГц без R_Н и без ООС (Сэ шунтирует Rэ). _{Рассчитать коэффициент усиления усилителя по напряжению. По экрану осциллографа зафиксировать разность фаз между входным и выходным сигналами.}

8. Повторить измерения на частотах 100 кГц и 200 кГц. Уровень входного сигнала должен быть равен зафиксированному значению.

Результаты измерений и расчетов занести в табл.6.2. По трем точкам (для значений частот 1 кГц, 100 кГц и 200 кГц) построить АЧХ и ФЧХ усилителя без ООС и без нагрузки.

Дать оценку частотных и фазовых свойств усилителя.

1.9. Оценить влияние R_Н на коэффициент усиления усилителя на частоте 1 кГц без ООС (С_Э шунтирует R_Э), для чего установить сопротивление нагрузки между гнездами 9 и 10. Измерить U_mВЫХ (при постоянном U_mBX для различных сопротивлениях нагрузки: при R_Н1 равном единицы- десятки кОм ; при R_Н2 равном сотни Ом. Рассчитать K_U усилителя для каждого значения нагрузки. Сравнить значения коэффициента усиления со значениями, полученными ранее.

1.10. Оценить влияние ООС по переменному току на коэффици­ент усиления усилителя на БПТ с ОЭ: убрать перемычку между гнездами 11 и 12 и отключить R_Н. Установить на генераторе частоту входного сигнала 1 кГц и уровень 10 - 20 мВ. Осциллографом измерить амплитуду выходного и входного сигнала, рассчитать коэффициент усиления усилителя без нагрузки при наличии ООС.

Повторить измерения на частоте сигнала 100 кГц (без нагрузки при наличии ООС).

1.11. Повторить измерения в соответствие с п. 1.10 при наличии нагрузки R_Н и при наличии ООС. Данные занести в табл.6 .2.

На графике, построенном по результатам измерений п. 1.6 – 1.8, построить (по трем точкам) АЧХ усилителя ОЭ без нагрузки и с нагрузкой при наличии ООС.

Выключить питание схемы. Сделать выводы.