Учебник Теория электрических цепей Примеры выполнения заданий и лабораторных

Фазочастотная характеристика усилителя

4. Снять и построить фазочастотную характеристику, представляющую собой зависимость угла сдвига фаз между входным и выходным напряжениями от частоты:

 при Um вх = const.

Для определения угла сдвига фаз используется метод фигур Лиссажу. На одну отклоняющую систему (“ВХОД Y”) осциллографа С1-5 подается выходное напряжение с гнезд “cd” усилителя, а на другую отклоняющую систему (“ВХОД Х”) подается входное напряжение усилителя.

По форме фигур (рис.2), возникающих на экране, определяется величина угла j.

Примеры фигур Лиссажу показаны на рис. 3 (а), (б), (в).

Рис.3. Примеры фигур Лиссажу

Непрерывную развертку луча по горизонтали необходимо отключить. Для этого переключатель “род работы” установит в положение “УСИЛИТ.”. Переключатель “РОД СИНХРОНИЗАЦИИ” поставить в положение “ВНЕШН.”. В центре экрана появится неподвижная светящаяся точка.

Соединить кабелем гнезда “cd” и “ВХОД Y” осциллографа. Установить входное напряжение Um вх = 0,1 В и частоту f = 1000 Гц. Ручкой “УСИЛЕНИЕ” отрегулировать отклонение луча по вертикали (например, 2 клетки на масштабной сетке).

Специальным кабелем с двумя штекерами на концах соединить “ВХОД Х” с гнездом “Контроль аттенюатора”. Ручкой “СИНХРОНИЗАЦИЯ” установить такое же отклонение луча по горизонтали. На время регулировки штекер из гнезд “ВХОД Y” должен быть вынут.

Вначале определяются границы области средних частот, где фазовый сдвиг принимается равным нулю. Фигура Лиссажу для j = 0 изображена на рис. 3а. Затем снимаются остальные участки характеристики. Плавно уменьшая частоту до 20 Гц, можно наблюдать эллипс (j = + 45 0) - рис. 3б - и окружность (j = + 90 0) - рис. 3в. Плавно повышая частоту от области средних частот до 200 000 Гц, можно также наблюдать эллипс (j = - 45 0) и окружность (j = - 90 0), но входное напряжение будет отставать от входного.

При построении фазочастотной характеристики следует пользовать логарифмическим масштабом по оси абсцисс.

3. Расчетная часть

Перечертить из справочника или снять экспериментально входные и выходные характеристики транзистора. На характеристике построить линию нагрузки по постоянному току KL (рис.4). Прямая KL строится по двум точкам. Координаты точек:

 

Используя известные значения Iбп и Iкп, отметить на линии нагрузки рабочую точку покоя - т. “П”. Провести через т. “П” линию нагрузки по переменному току NM. Для определения точки “М” откладывается отрезок ДМ

; где

Проекция рабочего участка прямой NM на ось ординат равна двойной амплитуде тока транзистора. А проекция на ось абсцисс - двойной амплитуде максимального неискаженного выходного напряжения 2Um вых. Проверить, соответствует ли это напряжение экспериментальному значению, полученному из амплитудной характеристики?

Отметить точку покоя “В” на входной характеристике для UK = -5 B. Координаты точки: Iбп; Uбп.

Рассчитать значения h-параметров транзистора в рабочей точке:

h11; h12; h21; h22.

Определить расчетным путем коэффициент усиления по напряжению КU и сравнить с экспериментом.

где rвн = 600 (5) Ом - внутреннее сопротивление источника сигнала - генератора ЗГ-12М (ГЗ-109).


Рис.4. Входные и выходные характеристики транзистора.


4. Содержание отчета

Наименование работы.

Схема стенда

Схема стенда

Таблицы с результатами измерений.

Графики на миллиметровке.

Расчет.

Заключение о соответствии результатов эксперимента теоретическим положениям.

5. Контрольные вопросы

В чем достоинства и недостатки транзисторного усилителя по сравнению с ламповым?

Почему в усилителях чаще всего используется схема с общим эмиттером?

В чем назначение резисторов R1 и R2?

Как работает узел температурной стабилизации?

В чем назначение конденсаторов Свх и Ср?

В чем назначение резисторов RK и RH?

Какой вид имеет амплитудная характеристика и почему?

В чем причина снижения коэффициента усиления в области нижних и верхних частот?

Как снимается фазочастотная характеристика?

От каких факторов зависит коэффициент усиления по напряжению?

6. Литература

Основы промышленной электроники / Под ред. В.Г. Герасимова, изд. 2-ое. - М.: Высшая школа, 1976.

Транзисторы для аппаратуры широкого применения / Справочник под ред. Б.Л. Перельмана. - М., Радиосвязь, 1981.

Транзисторы / Справочник под ред. И.Ф. Николаевского. - М., Связь, 1969.


На главную