Исследование усилителя с фиксированным напряжением на базе и эмиттерной стабилизацией

До выполнения лабораторной работы студенты производят расчет усилителя п.4.2. Результаты расчета должны быть сведены в табл. 5.6.

Расчетные и экспериментальные значения Таблица 5.6

Rk

R1

R2

Cр1

Cр2

Iд

Iб

Iк

Uбэ

Uкэ

URэ

Rэ

Cэ

KU

Uвх max

Расч.

Эксп.

Задания на лабораторную работу

1. Собрать схему усилителя (рис. 4.3) и настроить ее по постоянному току.

Для выполнения данного задания необходимо вместо резистора R₁ включить резистор с переменным сопротивлением или магазин сопротивлений, что позволит осуществить настройку усилителя по постоянному току.

Выставить напряжение источника питания Е_к = 9В и подключить источник к схеме. Изменением сопротивления R₁ выставить точку покоя на входной характеристике: установить расчетное значение U_бэ, приведенное в табл. 5.6. Измерить и занести в табл. 5.6. значения следующих величин: I_д, I_б, I_к, , U_кэ, U_Rэ.

2. Настроить схему по переменному току.

Для этого ко входу схемы подключить генератор синусоидального сигнала. Установить ручкой регулировки выхода напряжение U_вх = 10 мВ по показанию вольтметра переменного тока. Подключить двухканальный осциллограф к схеме: первый канал – к выходу, а второй – к входу, – синхронизация по первому каналу. Получить на экране осциллографа изображения входного и выходного сигналов. Эти сигналы должны совпадать по форме.

Если форма сигнала на выходе усилителя будет отличаться от синусоидального, то изменением сопротивления резистора R₁ устранить искажения.

3. Определение максимальной амплитуды входного сигнала.

Выполнение данного пункта задания направлено на установление предельно допустимой амплитуды в спектре сигнала, при которой еще не наступает ограничение гармоники по амплитуде, то есть не возникают помехи в спектре сигнала сообщения по причине нелинейности ВАХ транзистора.

Задание выполняется следующим образом: увеличивается входной сигнал U_вх регулировкой выходного напряжения генератора до значения, при котором начинается искажение сигнала на выходе усилителя. Это значение U_{вх max} следует занести в табл. 5.6 и сравнить с расчетным. Рассчитывается коэффициент усиления по напряжению K_U = U_вых/U_{вх. max}, заносится в ту же таблицу и сравнивается с расчетным значением.

4. Исследование влияния С_э на коэффициент усиления К_U.

Данный пункт имеет важное значение для установления влияния емкости конденсатора С_э на работу усилителя. Он выполняется следующим образом: отключается конденсатор С_э и измеряется К_U; подключается конденсатор 10 мкФ, затем 20 мкФ, 50 мкФ, 100 мкФ, 500 мкФ и 1000 мкФ и каждый раз измеряется K_U = U_вых/U_вх. Результаты измерений заносятся в табл. 5.7 и по ним строиться зависимость K_U(C_э).

Зависимость K_U(C_э) при f = 1кГц Таблица 5.7

Исследования необходимо выполнить на частотах входного сигнала f = 0,05 кГц, f = 0,1 кГц, f = 1 кГц.

Зависимости K_U(C_э) необходимо построить на одном рисунке с указанием частоты, на которой снималась эта зависимость. Сделать выводы о выборе значения С_э.

5. Исследование АЧХ усилителя при работе его в оптимальном нагрузочном режиме.

Данный пункт исследования выполняется следующим образом:

к выходу усилителя необходимо подключить R_н = R_к;

установить U_вх = 10 мВ и поддерживать его неизменным при перестройке частоты генератора в диапазоне от 0,05 кГц до 200 кГц;

при каждом изменении частоты генератора измерять U_вых и заносить результаты измерений в табл. 5.8;

по результатам измерений рассчитывается K_U = U_вых/U_вх и нормированное значение K_Uн = K_U/K_Umax, где K_Umax – максимальное значение коэффициента усиления из всей совокупности его значений в табл. 5.8;

строиться зависимость K_Uн(f) и определяется полоса пропускания П_0,7.

Результаты измерений U_вых(f) U_вх = Таблица 5.8

Примечание. Значения частот (см. табл. 5.8) студент определяет самостоятельно, при этом следует обратить внимание на точность построения K_Uн(f) в области подъема (на низких частотах) и в области спада (на высоких частотах), чтобы определить значения П_0,7 на уровне K_Uн(f) = .