6. Порядок выполнения работы
Задание 1. Исследование влияния ООС на усилительные свойства усилителя и стабильность сквозного коэффициента усиления напряжения.
1.1 Режим работы усилителя без оос (рис. 1) :
- ключом «С» подключить конденсатор 500 nF;
- ключи «D» , «А» и «В» установить в разомкнутом положении.
рис. 1
- подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;
- ключом «Р» установить напряжение питания +30В;
- установить частоту генератора f = 3 кГц;
- установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины, чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);
- замерить входное напряжение Uвх;
- замерить выходное напряжение Uвых.
Занести значения
Ег, Uвх;
Uвых,
в табл. 1
рис. 2
рис. 3
1.2. Режим работы усилителя с отрицательной параллельной обратной связью по напряжению (рис. 1):
- ключом «D» подключить резистор 1,9 кОм;
- ключом «С» подключить конденсатор 500 nF;
- ключи «A» и «В» установить в разомкнутом положении.
- подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;
- ключом «Р» установить напряжение питания +30 В;
- установить частоту генератора f = 3 кГц;
- установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины, чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);
-- замерить входное напряжение Uвх;
- замерить выходное напряжение Uвых.
Занести значения Ег, Uвх; Uвых, в табл. 1
1.3. Режим работы усилителя с частотно-независимой отри-цательной последовательной обратной связью по току (рис. 1):
- ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;
- ключи «A» «В» и «D» установить в разомкнутом положении.
- подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;
- ключом «Р» установить напряжение питания +30 В;
- установить частоту генератора f = 3 кГц.
- установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины, чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);
- замерить входное напряжение Uвх;
- замерить выходное напряжение Uвых.
Занести значения Ег, Uвх; Uвых, в табл. 1
1.4. Режим работы усилителя с отрицательной комбинированной по входу и выходу обратной связью (рис. 1):
- ключом «D» подключить резистор 1,9 кОм;
- ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;
- ключи «A» и «В» установить в разомкнутом положении.
- подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;
- ключом «Р» установить напряжение питания +30В;
- установить частоту генератора f = 3 кГц.
- установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины, чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);
- замерить входное напряжение Uвх;
- замерить выходное напряжение Uвых.
Занести значения Ег, Uвх; Uвых, в табл. 1
Табл. 1
|
Без ООС |
Параллель- ная ООС по напряжению |
Последователь- ная ООС по току |
Комбинирован- ная ООС |
Eг, мВ
|
|
|
|
|
Uвх, мВ
|
|
|
|
|
Uвых, мВ
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчетное значение Ке |
Ке = |
|
Ке = |
|
1.5. Режим работы усилителя без ООС и с последовательной ООС по току при напряжении питания усилителя +6 В
1.5.1. Усилитель с ООС:
- ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;
- ключи «A» «В» и «D» установить в разомкнутом положении.
- подключить в исследуемой схеме (см. рис. 1) ключом «N» сопротивление нагрузки Rн = 360 Ом;
- ключом «Р» установить напряжение питания +6 В;
- установить частоту генератора f = 3 кГц.
- установить напряжение источника сигнала (рис. 2) такой величины, чтобы сигнал на выходе (рис. 3) был неискаженным (Ег =1-10 мВ);
- замерить выходное напряжение Uвых.
1.5.2. Повторить измерения по п. 1.1 с Еп = 6 В
Занести значения Ег, Uвых, в табл. 2.
Сформировать по данным п. 1. 1, п. 1. 3 (напряжение питания +30 В) и данным п. 1. 5 (напряжение питания +6 В) таблицу 2 и рассчитать относительную нестабильность q сквозного коэффициента усиления Ке при отсутствии ООС и при наличии ООС:
Табл. 2
|
Еп = +30В |
Еп = +6 В |
|||
без ООС |
с ООС |
без ООС |
с ООС |
||
Еr
|
мВ |
|
|
|
|
Uвых.
|
мВ |
|
|
|
|
Ке=Uвых/Еr
|
|
|
|
|
|
,
где Ке1 и Ке2 - сквозные коэффициенты усиления при питании +30 В и
+6 В, соответственно. Сделать выводы по полученным результатам о влиянии ООС на относительную нестабильность коэффициента усиления.
Задание 2. Исследование влияния ООС на амплитудночастотные характеристики (АЧХ) усилителя .
2.1. Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.1 (усилитель без ООС);
- снять АЧХ усилителя и результаты измерений занести в табл. 3
2.2. Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.3 (усилитель с частотно-независимой последовательной ООС по току);
- снять АЧХ усилителя и результаты измерений занести в табл. 3
2.3. Скоммутировать в схеме рис. 1 частотно-зависимую ООС (последовательную, по току), для чего:
- ключом «С» отключить конденсатор 500 nF;
- ключом «А» подключить конденсатор 2 nF;
- ключи «D» и «В» установить в разомкнутом положении.
- снять АЧХ усилителя и результаты измерений занести в табл. 3
табл. 3
Схема |
частота f |
Гц, кГц, мГц |
fнгр |
|
|
fср=3 кГц |
|
|
f корр |
fвгр |
без ООС |
Ег |
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых |
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ке=Uвых/Ег
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y=Ке/Кеср
|
|
0,7 |
|
|
1 |
|
|
|
0,7 |
|
с ООС |
Ег |
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых |
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ке=Uвых/Ер
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y=Ке/Кеср
|
|
0,7 |
|
|
1 |
|
|
|
0,7 |
|
с КАЧХ в цепи ООС |
Ег |
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
Uвых |
мВ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ке=Uвых/Ег
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y=Ке/Kecp
|
|
0,7 |
|
|
1 |
|
|
|
0,7 |
Примечания
1. Шкала частот – логарифмическая (см. приложение):
2. За среднюю частоту принять f = 3 кГц.
3. Построить все три АЧХ для сравнения на одном графике/
Привести расчетные значения верхних граничных частот:
- для схемы без ООС fвгр =
- для схемы с ООС fвгр =
- для схемы с КАЧХ fвгр =
Задание 3. Исследование влияния ООС на входное сопротивление усилителя .
По данным табл. 1 выполнить расчет входного сопротивления усилителя при отсутствии ООС и при различных способах подачи ООС во входную цепь; для данного усилителя принято Rг = 1,0 кОм.
Результаты расчетов свести в табл. 4:
табл. 4
|
без ООС |
посл. ООС |
пар. ООС |
комб. по входу ООС |
Uвх, мВ
|
|
|
|
|
Ег, мВ
|
|
|
|
|
Rвх, Ом (эксперим.) |
|
|
|
|
Расчетное значение Rвх, Ом
|
|
|
|
|
Задание 4. Исследование влияния ООС на выходное сопротивление усилителя .
Провести дополнительные измерения и выполнить расчет выходного сопротивления усилителя при отсутствии ООС и при различных способах формирования напряжения ООС в выходной цепи.
4.1. Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.1 (усилитель без ООС);
- измерить Uвых. при подключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
- измерить Uвых. при отключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
4.2. Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.2 (усилитель с параллельной ООС по напряжению);
- измерить Uвых. при подключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
- измерить Uвых. при отключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
4.3. Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.3 (усилитель с последовательной ООС по току);
- измерить Uвых. при подключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
- измерить Uвых. при отключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
4.4. Выполнить коммутацию схемы рис. 1 по п. 1.4 (усилитель с комбинированной по входу и выходу ООС);
- измерить Uвых. при подключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
- измерить Uвых. при отключенной нагрузке Rн = 360 Ом;
Выходное сопротивление усилителя определяется:
,
где
-
напряжение на выходе усилителя без
нагрузки;
Uвых - напряжение на выходе усилителя с подключенной нагрузкой.
Результаты расчетов свести в табл. 5:
табл. 5
|
без ООС |
ООС по току |
ООС по напр. |
комб. по вых. ООС |
,мВ
|
|
|
|
|
Uвых, мВ
|
|
|
|
|
Rвых, Ом (эксперим.) |
|
|
|
|
Расчетное значение Rвых, Ом
|
|
|
|
|