4 Схема исследования

Схема усилителя при включении биполярного транзистора с общим эмиттером представлена на рисунке 1. В качестве активного элемента усилителя используется один из биполярных транзисторов структуры n-p-n по заданию преподавателя (приложение А). Питание усилителя осуществляется от источника напряжения U_П=+15 В. Сигнал на вход усилителя подается от генератора переменного тока G. Резисторы: R1 определяет ток базы (подбирается в процессе исследования устанавливая заданный режим работы БТ), R2 и R3 являются нагрузкой. Конденсаторы: С1 и С3 - разделительные, С2 - ёмкость нагрузки. Вольтметр V- используется для установки режима БТ по постоянному току и он же используется для измерения напряжения на выходе U_ВЫХ сигнала переменного тока.

Рисунок 1- Схема усилителя

5 Задание на работу в лаборатории

5.1 Собрать схему, изображенную на рисунке 1. Элементы, показанные на схеме пунктиром (С2, С3 и R3) не подключать. Резистор R1 предварительно взять равным 100 кОм.

5.2 Установить частоту генератора G~ равной 1000 Гц, его напряжение равно нулю. После этого подобрать сопротивление в цепи базы R1 в пределах 30- 500 кОм, номинал резистора должен соответствовать ряду Е24 (приложение Б), так чтобы постоянное напряжение на коллекторе транзистора было равно U_КЭ0 =7-8 В. Переключить вольтметр постоянного тока (DC) на измерение переменного тока (AC).

5.3 Снять амплитудную характеристику усилителя U_ВЫХ=F(U_ВХ) и зависимость нелинейных искажений от уровня входного сигнала К_Г=F(U_ВХ). При напряжении на входе усилителя U_ВХ=0 измерить напряжение на выходе, соответствующее напряжению шумов. Результат занести в таблицу 1. Затем снять амплитудную характеристику начиная с напряжения на входе U_ВХ=5 мВ с интервалом 5 мВ. Нелинейные искажения определяется с использованием опции анализа Fourier, записывая значения гармоник в таблицу 1. Коэффициент гармоник определяется по формуле

,

где n – номер гармоники, амплитуда которой меньше, чем у первой в 20 раз.

Отметить, контролируя осциллографом, при каком напряжении на входе появятся видимые нелинейные искажения сигнала на выходе усилителя, зарисовать вид искажений. Определить для неискаженного сигнала, например, при U_ВХ=10 мВ.

_{Таблица 1 – К определению КГ}

	UВХ, мВ	0	5	10	15	20	...
RН=R2	UВЫХ, В
	U1, В
	U2, В
	U3, В
	U4, В
	U5, В
	U6, В
	U7, В
	U8, В
	U9, В
	КГ, %
RН=R2 и R3	UВЫХ, В

К₀ = …

5.4 Подключить к выходу усилителя через разделительный конденсатор С2 сопротивление нагрузки R3. Снять амплитудную характеристику. Результаты занести в таблицу 1. Отключить С2 и R3.

5.5 Снять АЧХ U_ВЫХ= F(f) на нижних частотах для двух значений С1 равных 10 мкФ и 1 мкФ. Характеристику получают методом экспресс анализа: в опции Analysis выбрать AC Frequence… и т.д. Предварительно определить номер точки выхода усилителя. Результаты измерений занести в таблицу 2.

Таблица 2 – Коэффициент передачи на нижних частотах. U_ВХ=…

С1, мкФ	f , Гц	10	20	30	50	70	100	200	300	500	700	1000
10	UВЫХ, В
	Кн
	Yн
1	UВЫХ, В
	Кн
	Yн

Относительный коэффициент передачи ,

где К₀ - коэффициент усиления на частоте 1 кГц.

5.6 Снять две АЧХ на высоких частотах. Одна при отключенной нагрузочной емкости С3. Вторая при подключенной ёмкости С3=1000 пФ непосредственно к коллектору БТ (С2 и R3 не подключать). Результаты измерений занести в таблицу 3. Частоты для измерений взять 0.001, 1, 10, 20, 30, 50, 70, 100, …МГц. Измерения проводить до тех пор, пока коэффициент усиления не снизится в 2 раза.

Таблица 3 – Коэффициент передачи на верхних частотах. U_ВХ=…

С2, нФ	f , кГц	1	2	3	5	10	20	30	50	100
0	UВЫХ, В
	КВ
	YН
1	UВЫХ, В
	КВ
	YВ

Относительный коэффициент передачи ,

5.7 При помощи осциллографа исследовать вид нелинейных искажений при различных режимах транзистора по постоянному току. Для этого: изменить номинал резистора R1, полученного в п.5.2, в два раза в меньшую и в большую стороны. Зарисовать осциллограммы.