Усилители электрических сигналов

5.1.1. Переменная электрическая величина подается на вход усилителя. С помощью энергии источника питания усилитель обеспечивает на нагрузке форму входного сигнала, величина которого повышается. Условно усилители делятся на:

- усилители напряжения

- усилители тока

- усилители мощности

5.1.2. Различают три схемы включения транзисторов:

- с общей базой

- с общим эмиттером

- с общим коллектором

5.1.3. Наибольшее распространение получила схема с общим эмиттером. Коэффициент усиления тока этой схемы достигает 10...200. Небольшой ток базы управляет большим током выходной цепи. На рис.1 приведены входные Іб

статические характеристики транзистора р-п-р-Uкс=0Uкс2

типа, включенный по схеме с общим

эмиттером. Входная характеристика представляет собой               

обычную правую ветвь вольт-амперной характеристики

диода. Вид входной характеристики                                                              

зависит от напряжения между эмиттером и коллектором.                       

Выходная характеристика напоминает вольт-амперную

характеристику диода, включенный обратно(рис2).                    

 На ток коллектора в значительной степени влияет ток базы.

В рабочей области ток коллектора незначительноIб1

зависит от напряжения между коллектором и эмиттером.                 

5.1.4. Обратной связью называют действие выходного

Сигнала на входной сигнал усилителя. Обратные                      

связи создаются специально. Самочинные обратные связи называют паразитными. Обратная связь может быть:

-положительным

-отрицательным.

 

 

6. Порядок выполнения работы

6.1. Собираем схему     

 

                                                                                                                 

                                                                                   R₇

                                 R₄                                         R₆                                         R9                      R₁₀

+                                                                                                 

 

            R₁      R₃                                                            VT₁            VT₂                                  R₁₁

                                               C₁

5V                                                                                              PV₁

             R₂                   R₅                                                                  R₈

                                                                                                                     R₁₂

 -                                                                                                                               -

 

6.2. Подключаем схему к гнездам U_m, 15V, 0 на блоке ПГ

6. 3. Установить на блоке ПГ переключатель сигналов в положении ~, частоту 1000Hz тумблер ГС – ВКЛ в включенное положение.

6.4. Параллельно резистор ней напряжении R9 подключить осциллограф, измеряя амплитуду входного сигнала и резистор R5, добиться сигнала нагрузки без изменений.

6.5. Отключаем на блоке ПГ тумблер ГС, ВКЛ, и с помощью резистора R11 устанавливаем 0 напряжения на нагрузке.

6.6. Изменяя напряжение усилителя на ±0.5 V установить дрейф усилителя 0.

6.7. Включая тумблер ГС ВКЛ, устанавливаем частоту и снимаем показания

ƒ Hz	K = UH/UBX
100
1000
5000
10000
20000

6.8. Включаем тумблер ГС ВКЛ, подключаем схему к постоянного напряжения до ±5V на блоке ПГ.

6.9. Изменяя резистором R2 входное напряжение на усилителе, снимаем данные

6.10. Исходя с данных, из данных вычеркиваем частоту К_Н = F(ƒ) и амплитудную U_H=F(U_BX) характеристик усилителя.

7. Контрольные вопросы:

1.Что такое усилитель?

2. Как подразделяются усилители?

3. Как подразделяются схемы включения усилителей?

8. Вывод:

9. Литература:

В.А Гаврилюк, Бы.С. Гершунский «Общая электроника с основами электротехники». Киев. ВШ. 1980г.

В.С. Попов, С.А. Николаев «общая электроника с основами электроники». Киев. Москва. ВШ. 1990г.

Бы.Г. Паначевський. «Электротехника». Харьков. Торнадо. 1990г.

В.Е. Родзевич. «Общая электроника». Киев. ВШ. 1993г

Информационные ресурсы

http://padabum.com;

http://electrik.info;

http://mexalib.com;

http://www.yanviktor.ru;

http://elbooka.com.

 

 

                                         

Лабораторная работа №17

 

1. Тема: «Электронный генератор гармонических сигналов»

2. Цель работы: Ознакомиться с принципом действия мультивибратора, знать входные и выходные характеристики. 

Знать:

-что такое мультивибратор

-принцип действия мультивибратора

-входные и выходные характеристики мультивибратора

Уметь:                   

регулировать чистоту мультивибратора

Техника безопасности при выполнении работы:

• Перед началом работы следует проверить отсутствие напряжения на зажимах источника.

• Включить схему под напряжение, убедившись, что никто не прикасается к токоведущим частям схемы.

• Перед включением цепи под напряжение, предупредить об этом всех членов бригады.

• Включить схему в сеть без предварительной проверки ее преподавателем или лаборантом категорически запрещается.

• После включения схемы запрещается касаться руками проводов и частей приборов, находящихся под напряжением.

• Любые изменения в схеме цепи выполнять только после выключения ее из сети. Включение в сеть после внесенных изменений проводить с разрешения преподавателя.

При обнаружении отклонений в работе элементов цепи немедленно отключить его от сети и сообщить об этом преподавателю или лаборанту.

• Категорически запрещается оставлять без присмотра электроустановку, находящуюся под напряжением.

• Разбирать цепь только после отключения его от источника напряжения на рабочем месте.

• Главные выключатели включаются и выключаются только преподавателем или лаборантом. «При несчастном случае немедленно отключить напряжение и оказать первую медицинскую помощь тому, кто пострадал от электрического тока.

4. Оборудование:

 1. С₁, С₂ – конденсатор 3300pF

 2. R₁ – резистор 4.7кΩ

 3. R₂ – резистор 47кΩ

 4. R₃ - резистор сменный 22кΩ

 5. R₄ – резистор 47кΩ

 6. R₅ - резистор 4.7кΩ

 7. VD₁, VD₂ – диод КД209А

 8. VT₁, VT₂ – транзистор КТ315А

 9. PS₁ – осциллограф.

 

5. Теоретическое обоснование: 

Мультивибраторы

 За последнее время расширяется применение импульсной техники и различных импульсных генераторов. Мультивибратор это электронный генератор импульсов напряжения прямоугольной формы. На рис. 1 дана одна из схем мультивибратора.

В симметричном мультивибраторе применяются одинаковые лампы, одинаковые конденсаторы С₁ =С₂ і

анодные опоры r_a1 = r_a2.

 В начальный момент времени t₀ (мал. 2) лампа Л₂

открыта, лампа Л₁ замкнута, поскольку

отрицатель-                                                       Рис.1 Семетричний мультивибратор

на сетевое напряжение U_C1 велик. Анодное напряжение

на первуй лампе  U_a1 приблизительно равное напряжению источника

питания U_a, поскольку падение напряжения на сопротивлении r_a1,

вызванное зарядным током конденсатора С₁, немного.

Конденсатор С₁ заряжает через сопротивление R_a1 и r₂ под действием

напряжения U_a источника постоянного тока. Ток, который заряжает конденсатор С₁, создает на сопротивлении r₂ положительное сетевое напряжение U_c2 при котором лампа Л₂ открыта. Одновременно конденсатор С₂ разряжается через лампу Л₂ и сопротивление r_a. Разрядный ток этого конденсатора вызывает Рис.2. График напряжения мультивибратора

 на сопротивлении r₁большое падение напряжения U_c1,

что замыкает лампу Л₁. При разряде

конденсатора С₂ напряжение U_c1 на сетке

лампы Л₁ уменьшается и в момент

времени t₁ становится таким, при котором лампа Л₁ отпирается, а лампа Л₂ закрывается.

При этом анодное напряжение U_a1 быстро падает.

 С момента t₁ конденсатор С₂ начнет заряжать через сопротивление r_a2 і r₁, зарядный ток создает положительное напряжение на сетке лампы Л₁, которая к моменту t₂ будет открыта. В то же время конденсатор С₁ начнет взрываться через сопротивление r₂ и открытую лампу Л₁, вызывая падение напряжения U_c2 что замыкает лампу Л₂. В момент t₁ анодное напряжение U_a2 скачком возрастает до величины, близкой к напряжению источника питания U_a.

В момент t₂ напряжение U_c2 уменьшается до величины, при которой лампы Л₂, откроется, а лампа Л₁ закроется и, следовательно, напряжение U_a1 скачком возрастает, а напряжение U_a2 - упадет. После этого процесс начинает повторятся.

Периодическое отпирание и западание ламп приводит к получению на выходе каждой лампы примерно прямоугольных импульсов напряжения.

Частоту мультивибратора можно регулировать меняя опоры r₁ и r₂ или емкости С₁ и С₂ или, наконец, величину сетевого напряжения.

6. Порядок выполнения работы.

6.1. Собираем схему

 

6.2. Устанавливаем необходимое напряжение на блоке ПГ и подключить схему к гнездам +15 и 0.

6.3. Подключить на выход осциллограф и установить сопротивление резистора R₃ минимальным, вычеркнуть выходного напряжения и определить амплитуду импульсов и во время импульса t_u и паузы t_n вычеслить:

Скважность Q = t_u + t_n/t_u

Период и частоту импульса мультивибратора T = t_u + t_n; F = 1/T

6.4. Изменяя базовые опоры при помощи R₃ или конденсаторов С₁ и С₂ изучить, как изменяется частота колебания и формы импульса.

6.5. Вычислить частоту колебаний мультивибратора и сравнять ее с осцилограмою

F = 1/1.4C₁(R₁ + R₂); Hz

7. Контрольные вопросы:

1. Что такое мультивибратор?

2. Как можно регулировать частоту мультивибратора?

8. Вывод:

9. Литература: