2015-05-10
487
1 Изучить теоретические сведения.
2 Собрать в Multisim схему, представленную на рисунке 8. Используемые приборы Multisim: DC_Power, AC_Power, виртуальные резистор и конденсатор, биполярный транзистор, аналоговая земля (Ground), осциллограф, плоттер Боде, вольтметры и амперметры.
Рисунок 8 – Схема исследования усилительного каскада на БТ
2.1 Временно убрать ветвь с источником напряжения V1 и запустить моделирование. Измерить ток делителя i д (PA2), статический ток коллектора i к0 (PA4), начальный ток эмиттера i э0 (PA5), ток базы i б0 (PA3) напряжения база – эмиттер u б-э0 (PV2), коллектор – эмиттер u к-э0 (PV3), коллектор – база u к-б0 (PV1) в статическом режиме. Измеренные значения занести в отчет. Остановить моделирование и вернуть ветвь с источником напряжения V1.
2.2 Запустить моделирование и измерить амплитуду напряжения на входе и выходе усилительного каскада Um вх и Um вых. Осциллограммы входного и выходного напряжений представить на одном графике и занести в отчет. Входные и выходные напряжения и токи (вольтметры PV4 и PV5), расчетные значения коэффициентов усиления и выходного сопротивления занести в таблицу 1.
|
|
|
Таблица 1 – Параметры усилительного каскада с ОЭ
| Варианты схемы | Um вх | Um вых | КU | КU дБ, дБ | I вых, мкА | R вых, МОм | f н. гр | f в. гр | D f | f 1н | f 1в |
| мВ | кГц | ||||||||||
| При R3 = Ом | 44.6 | 0.023 | 7.391 | 0.7 | 0.26 | ||||||
| При R3 = Ом | |||||||||||
| При С3 = мкФ |
2.3 Измерить амплитудную характеристику (АХ) усилителя. Для этого необходимо подавать на вход усилителя напряжения 0–10 В с шагом 0,5 В. Входные значения контролируются вольтметром (PV4), выходные – (PV5). Рассчитать коэффициенты усиления KU и KU дБ. Измеренные и расчетные данные занести в таблицу 2.
Таблица 2 – Амплитудная характеристика (АХ) усилительного каскада с ОЭ
| Um вх, В | |||||||
| Um вых, В | 1,7 | 3,3 | 7,1 | 9,2 | 9,6 | ||
| KU | 9,6 | ||||||
| KU дБ, дБ | 44,61 | 44,35 | 43,01 | 39,3 | 26,02 | 19,61 |
2.4 По результатам измерений построить амплитудную характеристику усилителя. На характеристике отметить рабочий участок и определить динамический диапазон усилителя D.
2.5 Увеличить сопротивление резистора R3 в 2 раз и повторить пп. 2.1–2.4. Измеренные и расчетные данные привести в отдельной таблице, амплитудные характеристики представить на одном графике. После измерений вернуть прежнее значение резистора R3. Сделать выводы о влиянии изменения сопротивления в цепи коллектора на АХ усилительного каскада.
3 Измерение амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя
3.1 Измерение произвести с помощью Плоттера Боде. Экспериментальным путем (воспользовавшись инструментом и пунктом меню КУРСОР окна Просмотр графиков) определить частоты единичного усиления f 1н и f 1в (Примечание – при частоте единичного усиления коэффициент усиления KU дБ = 0 дБ (KU = 1), то есть выходной сигнал U вых равен входному U вх). Также на АЧХ на характеристике определить граничные частоты f н. гр, f в. гр и полосу пропускания D f (Примечание – граничные частоты приамплитуде сигнала 0,7 от максимальной (или на 3 дБ). Полученные значения занести в таблицу 1 и указать на АЧХ.
|
|
|
3.2 Увеличить сопротивление резистора R3 в 2 раз и повторить п. 3.1. Измеренные и расчетные данные привести в одной таблице, АЧХ представить на одном графике. После измерений вернуть прежнее значение резистора R3. Сделать выводы о влиянии изменения сопротивления в цепи коллектора на АЧХ усилительного каскада.
4 Добавить в цепь эмиттера шунтирующий конденсатор с емкость 10 мкФ (рисунок 9). Повторить п.2 и 3. Сделать вывод о влиянии этого конденсатора на работу схемы.
5 Сделать выводы по результатам измерений.
Рисунок 9 – Добавление конденсатора в цепь эмиттера
