2015-07-03
505
7.1. Мета роботи
Вивчення основних властивостей зворотних зв’язків і їх впливу на характеристики підсилювачів.
7.2. Використання пакету EWB для виконання роботи
Розглянемо схеми, що приведені на рис. 7.1. Вони мають приблизно однакову напругу на колекторі, однакові лінії навантаження і, відповідно, приблизно однакове положення робочих точок. Перша з них – схема з фіксованим струмом бази (рис. 7.1, а); друга – із зворотним зв’язком по напрузі колектора (рис. 7.1, б). Ці схеми пропонуються для використання при дослідженнях впливу зворотних зв’язків на чутливість схеми до зміни параметрів пасивних компонентів – резисторів колекторного навантаження і базових резисторів.
7.3. Порядок виконання роботи
7.3.1. Для проведення дослідів вибирається транзистор, характеристики якого вже досліджувались в попередній роботі. Проводиться дослід по вивченню впливу зміни параметрів колекторного резистора на положення робочої точки. Для цього в обох схемах одночасно змінюється величина колекторного резистора в сторону збільшення, відповідно на 10, 20, 30 відсотків і заміряється величина колекторної напруги. Такий же дослід проводиться в сторону зменшення величини колекторного резистора в тих же межах. Обчислюються відносні зміни величини колекторної напруги. Будується графік залежності відносної зміни колекторної напруги від відносної зміни величини колекторного опору.
7.3.2. Аналогічно п. 7.3.1 проводиться дослід впливу відносної зміни базових опорів на положення робочої точки. Будуються такі ж самі графіки і проводиться їх порівняння. Робляться висновки по впливу зворотного зв’язку на чутливість схеми до зміни параметрів резисторів.
7.3.3. Проводиться дослід по впливу зміни коефіцієнта підсилення транзистора на положення робочої точки. Для цього у вікні вибору типу транзистора натискується кнопка Edit, в результаті з’являється вікно параметрів транзистора на 5-ти листах. На першому листі параметрів (Sheet 1) вказан коефіцієнт підсилення транзистора в схемі (Forward current gain coefficient). Початкова величина коефіцієнта (416.4) змінюється на 20, 50, 100, 200 відсотків. Для кожної з схем заміряється відповідна відносна зміна напруги на колекторі. Будуються графіки відносної зміни величини колекторної напруги від величини відносної зміни коефіцієнта підсилення транзистора. Проводиться аналіз для обох схем і робляться висновки.
7.3.4. Проводиться дослід по впливу зміни робочої температури транзистора на положення робочої точки. Для цього в меню Analysis треба вибрати пункт Analysis Options та в опції Simulation Temperatue (TEMP) встановити послідовно робочу температуру 40°С, 60°С, 80°С і обчислити відносні зміни колекторної напруги. Будуються графіки залежності відносної зміни колекторної напруги від температури і робляться відповідні висновки.
Другий способ проведення досліджень полягає в тому, що у вікні параметрів транзистора вибирається останній лист (Sheet 5), встановлюється послідовно робоча температура (40°С, 60°С, 80°С), обчислюються відносні зміни колекторної напруги і робляться відповідні висновки.
7.3.5. Проводиться дослід по вивченню впливу зворотних зв’язків на величину коефіцієнта підсилення при коливаннях напруги живлення. Для цього змінюється напруга живлення в обох схемах на 20 відсотків у бік збільшення, а потім – у бік зменшення і контролюється відносна зміна напруги на колекторах транзисторів.
Процедуру проведення досліджень, що описана вище, можна значно спростити, якщо скористатись відповідними командами пакету EWB:
Для перевірки, наприклад, чутливості схеми до зміни температури, в меню Analysis вибирається команда Temperature Sweep. З’являється вікно настройки (рис. 7.2).
У ньому встановлюються межі температурних досліджень (початкова температура – Start temperature, кінцева температура – End temperature), крок зміни робочої температури – Increment step size. Нижче (Sweep for), вибирається режим, для якого проводиться дослідження. У нашому випадку встановлюється дослідження режиму по постійному струму (DC Operating Point). Після виконання необхідних установок натискується кнопка Simulate. Програма аналізує роботу схеми в заданому діапазоні зміни параметрів і результати виводить на графік, що приведен на рис. 7.3.
Порівняння подібних графіків для різних схем і дозволить виявити вплив зворотного зв’язку на чутливість схеми до зміни температури.
Для аналізу впливу зміни параметрів транзистора на характеристики підсилювача можна скористатись командою Parameter Sweep того ж меню. Вікно, в якому необхідно задати установки, приводиться на рис. 7.4.
В якості прикладу задається такий параметр – зміна опору резистора колекторного навантаження R1 (віконце – Component). Аналіз виконується по постійному струму для напруги колектора транзистора (Оutput node 5, 8). На рис. 7.5. приводиться результат обчислення залежності вихідної напруги від величини колекторного опору.
