Узбекска агенция за комуникации и информатизация Ташкентски университет по информационни технологии

1. /Sbornik_description_lab_UU1.docУзбекска агенция за комуникации и информатизация Ташкентски университет по информационни технологии Катедра по радиокомуникационни устройства и системи колекции за описания на лабораторни работи по курса на усилвателни устройства
УЗБЕКСКА АГЕНЦИЯ ЗА КОМУНИКАЦИЯ И ИНФОРМАЦИЯ

ТАШКЕНТСКИ УНИВЕРСИТЕТ ПО ИНФОРМАЦИОННИ ТЕХНОЛОГИИ

Отдел за радиокомуникационни устройства и системи

ЛАБОРАТОРНИ ОПИСАНИЯ ЗА КУРСА ПО УСИЛВАТЕЛНИ УСТРОЙСТВА

Лаборатория #I

ИЗСЛЕДВАНЕ НА ОСНОВНИТЕ ПОКАЗАТЕЛИ И ХАРАКТЕРИСТИКИ НА УСИЛВАТЕЛ НА ХАРМОНИЧЕН СИГНАЛ

В резултат на лабораторната работа студентът трябва:

- да познава основните характеристики и показатели на усилвателя на хармонични сигнали;

- придобиват практически умения за измерване на основните показатели и характеристики на усилвателя.

  1. РАБОТА
  1. Подгответе се за работа.
Изучаване на основните показатели и характеристики на усилвателните стъпала.
  1. Концепцията за усилване [1], стр. 8-9; или [2], стр. 4-5.
  2. Коефициенти на усилване на напрежение, ток, мощност [1]; ° С. 11-12; или [2], стр. 10-12.
  3. Входен импеданс [1], стр. 11.
  4. Честотна характеристика (AFC) [1], стр. 13-14; или [2], стр. 13-14
  5. Честотно изкривяване [1], стр. 15-16; или [2], стр. 23-24
  6. Амплитудна характеристика (ACH), динамичен обхват на усилвателя [1], стр. 24-25; или[2], c. 21
  • Извършете експеримент
  • Изучете метода за измерване на усилването, честотната характеристика, честотната характеристика, входния импеданс.
  • Измерете номиналното усилване на напрежението на етап K.
  • Измерете усилването от край до край на етапа Krms.
  • Измерете входния импеданс на стъпалото в средния диапазон.
  • премахнете и начертайте честотната характеристика на каскадата.
  • Въз основа на конструираната честотна характеристика определете честотите на горната f v.sr и долната f n.sr. каскадна кройка.
  • Въз основа на конструирания честотен спектър, определете коефициентите на честотно изкривяване M n, в при честотите, посочени от учителя.
  • Премахнете и изградете AXE усилвател.
  • Въз основа на построената амплитудна характеристика определете обхвата на усилвателя в децибели.

    • Фигура 1 показва схематична диаграма на резисторно стъпало на биполярен транзистор.

    Ориз. 1. Схематична диаграма на резисторна каскада на биполярен транзистор.

    Предназначение на елементите в електрическата схема на каскадата:

    R1, R2 - делител на напрежение, подава напрежението на отклонение към основата на транзистора VT1;

    Re е съпротивлението, което осигурява наличието в каскадата на емитерна стабилизация на тока на покой на транзистора;

    Rk - товарен резистор в колекторната верига на транзистора;

    Ср1, Ср2 - изолационни кондензатори във входните и изходните вериги на каскадата;

    Ce - блокиращ кондензатор в емитерната верига на транзистора;

    Co - кондензатор, който е еквивалентен паразитен капацитет, който натоварва каскадата;

    Rn е вътрешното съпротивление на източника на входен сигнал.

    Усилването характеризира усилващите свойства на усилвателя. Те включват печалби:

    -чрез печалба Ksv = U2 / E1,

    U1, I1, P1 - напрежение, ток и мощност на сигнала на входа на усилващия елемент;

    U2, I2, P2 - същите стойности на изхода на усилващия елемент;

    E1 - EMF на източника на входен сигнал.

    Печалбите могат да бъдат изразени в децибели, както следва:

    Krms, dB = 20lg Krms;

    Усилването на каскадата в областта на средните честоти на работния диапазон се нарича номинално усилване Ko.

    Амплитудно-честотната характеристика на усилвателя (AFC) е зависимостта на усилването на каскадата от честотата, когато се прилага входен хармоничен сигнал с постоянно ниво. Честотната характеристика може да бъде представена като зависимост от усилването на честотата o U (f):

    или в децибели,

    където Fo е зададената честота на сигнала в областта на средните честоти на работния диапазон.

    Типът честотна характеристика е показан на фиг. 2.

    Ориз. 2. Тип честотна характеристика на усилвателя.

    Според графиката на честотната характеристика е възможно например да се определят честотите на горните и долните срезове на каскадата, т.е. тези честоти, при които относителното усилване е намалено с 3 dB в сравнение с относителното усилване в областта на средната честота (виж Фиг. 2).

    Реципрочната стойност на относителното усилване се нарича коефициент на изкривяване на честотата

    или в децибели

    От графиката на честотната характеристика, представена на фиг. 2, коефициентът Y(f) може да се намери с помощта на израза:

    Където f е текущата честота.

    1. Върхова реакция.
    Амплитудната характеристика (ACH) е зависимостта на постоянната стойност на изходното напрежение на усилвателя от амплитудата на входния хармоничен сигнал с постоянна честота.

    Изгледът на реалния АС е показан на фиг. 3.

    Ориз. 3. Вид истинско AHусилвател.

    На графиката (фиг. 3.) Uin min и Uin max показват границите на линейното сечение на AH.

    Динамичен диапазон на усилвателя:

    1. Свържете измервателните устройства към входа и изхода на изследваната каскада съгласно блоковата схема, показана на фиг. 4 (G - генератор, 1 и 2 - волтметри, P1 - осцилоскоп, IR - каскада в процес на изследване):

    Ориз. 4. Блокова схема на измерванията.

    1. Извършете експерименталната част от лабораторната работа в съответствие с параграф 2.2. задачи.
    2. Запишете резултатите от измерванията и изчисленията във формуляра за отчет, който е даден в Приложение 1.

    1. МЕТОДИЧЕСКИ УКАЗАНИЯ ЗА ИЗПЪЛНЕНИЕ НА РАБОТА

    1. За да извършите експерименталната част от работата, е необходимо да свържете измервателни уреди и генератори съгласно схемата, показана на фиг. 4.
    - превключвател "Преобразувател - усилвател" в положение "усилвател"; - превключвател S1, S2 трябва да е в положение "Включено", S3, S4 - "Изключено".

    5.2. Когато всички елементи от задачата са изпълнени, трябва да се подаде напрежение на входа на каскадата

    5.3. Номиналното усилване на каскадата се измерва при честота

    5.4. Входното съпротивление се измерва при честота 1 kHz. Необходимо е да зададете напрежението на входа на усилвателя E1 = 15 mV, след това да поставите превключвателя S1 в положение "Изключено" и да измерите напрежението U1 с помощта на миливолтметър PV1 (виж фиг. 4.). Входният импеданс се изчислява по формулата:

    Печалбата от край до край се определя като:

    където U2 е изходното напрежение на каскадата с S1 в положение "Изключено".

    5.5. Извършва се измерване на AHсъгласно блоковата схема на фиг.4 при честота 1000 Hz.

    Увеличете напрежението на входа на усилвателя (плавно!) До такава стойност, при която на екрана на осцилоскопа се появяват забележими изкривявания на изходния сигнал. Чрез намаляване на входното напрежение се измерват 5,6 точки от амплитудната характеристика.

    Докладът трябва да съдържа:

    - електрическа схема на изследвания усилвател;

    - резултати от измервания на АЧХ и АЧХ на каскадата под формата на таблици;

    - графики на честотната характеристика и честотната характеристика в съответствие с резултатите от измерването;

    - заключения въз основа на резултатите от измерването.

    1. Какъв четириполюсник се нарича усилвател?
    2. Как да измерим усилването по напрежение на усилвател?
    3. Каква е проходната печалба? Как се измерва в лабораторията?
    4. Какъв вид изкривяване се нарича линейно?
    5. Какъв вид линейно изкривяване е изследвано в тази работа?
    6. Какво се нарича честотна характеристика?
    7. Как да измерим честотната характеристика?
    8. Как да определим количествено изкривяването на честотата?
    9. Как да се определи коефициентът на изкривяване на честотата чрез честотната характеристика?
    10. Какви са граничните честоти на каскадата?
    11. Как да определим граничните честоти от графиката на честотната характеристика?
    12. Как експериментално да се определи честотата на горната граница на усилвателя? Какви устройства са необходими за това?
    13. Как експериментално да се определи честотата на долната граница на усилвателя? Какви устройства са необходими за това?
    14. Защо честотното изкривяване се нарича линейно?
    15. Как да се определи относителната печалба?
    16. Какво се нарича амплитудна характеристика на усилвателя?
    17. Какво определя горната и долната граница на AH (Vout. max. и Uout. min.)

    P.1. Принципна схема на изследваната каскада.

    Ориз. P.1. Принципна схема на изследваната каскада.

    P.2. Резултати от експериментални изследвания

    Усилването на каскадата в областта на средните честоти fo = 1 kHz.

    Чрез Gain

    Каскаден входен импеданс при fo = 1 kHz

    AFC на каскадата. Запишете данните от измерването на честотната характеристика в таблица. и изчислете Y, dB.