Исследование усилителей постоянного тока

Цель работы: изучение принципов работы дифференциальных каскадов и усилителей постоянного тока на интегральных микросхемах.

Подготовка к работе

а) изучить теоретический материал по теме «Усилители постоянного тока»;

б) проанализировать схему трехкаскадного УПТ;

в) изучить устройство, и схемы включения операционных усилителей.

Порядок выполнения работы

а) исследование УПТ на транзисторах.

1) подготовить схему к работе: ручки регуляторов R_св, R_g2 и R_н1 установить в крайнее левое положение, R₂ в среднее положение, ручку регулятора U_вх установить в крайнее левое положение.

2) сбалансировать схему в режиме покоя. Для этого при U_вх=0 поочередно сбалансировать параллельно-балансные каскады, добиваясь разности потенциалов между коллекторами одного каскада равной нулю. Повторить балансировку первых двух каскадов, проверить наличие нулевого потенциала на выходе последнего каскада.

3) определить режимы покоя всех трех каскадов, для чего при U_вх=0 измерить потенциалы на коллекторах, эмиттерах и базах относительно корпуса, вычислить для всех транзисторов разности потенциалов U_бэп, U_кэп и токи покоя: I_кп = (Е_к - U_кп)/R_к.

4) снять и построить амплитудную характеристику усилителя, предварительно проверив балансировку схемы. Пределы изменения входного сигнала от 0 до 100 мВ.

5) определить коэффициенты усиления всех каскадов и коэффициент передачи связи g, для чего при U_вх, соответствующем линейному участку амплитудной характеристики, измерить потенциалы U_к1, U_к2, U_к3 на коллекторах транзисторов, U_б5 на базе выходного транзистора относительно корпуса, найти приращения DU_к, DU_б, (DU_к1=U_кп-U_к1 и т.д.):

К₁ = U_вых1/U_вх=(DU_к1-DU_к2)/U_вх; К₂=DU_к3/U_вых1

К₃=U_н/DU_б5; g= DU_б5/DU_к3; К_u=К₁К₂К₃g

6) рассчитать дрейф приведенный ко входу усилителя.

б) исследование УПТ на ИМС

1) подготовить схему к работе: ручкой регулятора Еп2 по встроенному вольтметру установить -12,8 В, переключатель S2 установить в положение 1, переключатель S5 в положение Rн2.

2) произвести измерение входного и выходного напряжения.

3) произвести расчет коэффициента усиления.

4) определить дрейф нуля при U_вх=0.

Контрольные вопросы

1. Опишите область применения усилителей постоянного тока.

2. Перечислите проблемы, возникающие при разработке УПТ, и укажите пути их решения.

3. Объясните работу дифференциального каскада.

4. Обоснуйте способы соединения каскадов в многокаскадном УПТ.

Литература:[1], [5].