Цель: закрепление теоретических знаний по теме «Общие сведения об усилителях» и приобретение практических навыков расчета параметров усилителя на биполярном транзисторе.
Задачи: ознакомиться с принципом действия и особенностей работы усилителя на биполярном транзисторе, сформировать умение рассчитывать параметры элементов схемы усилителя на биполярном транзисторе, определение показателей с помощью осциллографа, умение пользоваться справочной литературой, научить студентов применять теоретические знания на практике, организовывать собственную деятельность, выбирать типовые методы и способы выполнения профессиональных задач, оценивать их эффективность и качество
Материалы, оборудование, ТСО, программное обеспечение: ПО Multisim 17, ПК, рабочая тетрадь по электронной технике
Литература, информационное обеспечение:
1. Москатов Е.А. Основы электронной техники. Учебное пособие - Ростов н/Д.: Феникс, 2014.
2. Вайсбурд Ф.И., Панаев Г.А., Савельев Б.И. Электронные приборы и усилители. Учебник - М.: Либрком, 2010.
3. Горшков Б.И., Горшков А.В. Электронная техника - М.: Академия, 2010.
Порядок выполнения практической работы:
Краткие сведения:
Усилитель – это устройство, предназначенное для усиления электрических сигналов с сохранением их формы.
В электронных усилителях усиление сигнала, то есть увеличение мощности, тока и напряжения сигнала происходит за счет активных усилительных элементов – биполярных и полевых транзисторов, электронных ламп.
Простейший усилитель – это один усилительный каскад.
Усилительный каскад – это один или два усилительных элемента и несколько пассивных элементов (резисторов, конденсаторов, трансформаторов и т.д.). Пассивные элементы необходимы для подачи питания на усилительный элемент, осуществления связи с нагрузкой и т.д.
Усилительные свойства усилительного каскада оцениваются коэффициентом усиления по напряжению, току и мощности.
В большинстве случаев усиление, которое способен обеспечить один усилительный каскад, бывает недостаточно для выполнения технических требований электронной аппаратуры и приходится использовать несколько усилительных каскадов. Количество каскадов зависит от назначения усилителя. В многокаскадных усилителях нас интересует усиление всего усилителя, которое характеризуется коэффициентом усиления усилителя:
Uвых ус
Кус = –––––––––
Uвх ус
А так же сквозным коэффициентом усилителя, если необходимо учесть напряжение источника сигнала:
Uн
Кскв = ––––––
Uис
Усилительные каскады могут быть различными как по схемному решению так и по выполняемым функциям.
Сигнал, поступающий с источника сигнала, имеет очень небольшой уровень и чтобы увеличить его по току, напряжению и мощности используют каскады предварительного усиления (КПУ).
Если КПУ имеет несколько каскадов, то рассчитывается коэффициент усиления предварительного усилителя:
Uвых n (последнего каскада)
Ккпу = –––––––––––––––––––––––––––
Uвх 1 (первого каскада)
Усилительный каскад, работающий на внешнюю нагрузку, называется оконечным. В некоторых усилителях из-за схемного решения оконечного каскада (ОК) сигнал с КПУ не может поступить на ОК, тогда используют специальный предоконечный каскад (ПОК).
Источником сигнала в электронных усилителях может быть микрофон, проводная линия, передающая телевизионная трубка, кабельная линия и т.д. Все эти источники относятся к числу высокоомных, т.е. имеют большое внутреннее сопротивление, порядка сотен кОм.
Входное сопротивление усилителей на биполярных транзисторах низкое – единицы – сотни Ом. Это осложняет передачу сигнала, так как не выполняется условие согласования:
Rис = Rвх ус
Поэтому используют входное устройство, в качестве которого могут быть использованы трансформаторы или разделительные цепи.
В качестве нагрузки применяют динамик, громкоговоритель, проводная или кабельная линия и т.д. – низкоомные устройства. Для их согласования с усилителем также необходимо выполнять условие согласования:
Rвых ус = Rн.
Вопросы допуска:
1 Что такое усилитель?
2 Перечислите существующие виды усилителей?
3 Перечислите каскады, из которых строятся схемы многокаскадных усилителей?
4 Для каких целей в схеме усилителя используется КПУ?
5 Какие требования предъявляют к работе КПУ?
Задание:
- исследовать работу усилителя на биполярном транзисторе;
- зафиксировать АЧХ исследуемой схемы;
- исследовать влияние конденсаторов на АЧХ усилителя на биполярном транзисторе;
- определить параметры усилителя, используя осциллограф.
Содержание отчета:
1 Название и цель работы.
2 Принципиальная схема.
Рисунок 1 - Схема усилителя на биполярном транзисторе
3 Осциллограмма с АЧХ усилителя на биполярном транзисторе.
4 Расчет параметров усилителя.
Порядок выполнения :
Активизировать программу Multisim/
Включить режим моделирования, не изменяя состояние исследуемой схемы.
Начертить осциллограмму №1 с АЧХ в отчет по лабораторной работе и выключить режим моделирования. Подключить конденсатор С1.1 клавишей «R» (английский регистр) и возобновить режим моделирования.
Начертить осциллограмму №2 с АЧХ в отчет по лабораторной работе и выключить режим моделирования. Подключить конденсатор С клавишей «Р» (английский регистр) и возобновить моделирование.
Начертить осциллограмму №3 с АЧХ в отчет по лабораторной работе выключить схему при помощи той же кнопки. Отключить конденсатор С1.1 клавишей «R» (английский регистр) и возобновить моделирование.
Начертить осциллограмму №4 с АЧХ в отчет по лабораторной работе и выключить режим моделирования.
Расчетная часть :
По осциллограмме определить Кср на уровне fср.
Рассчитать величину К = Кср*0,707, на которой определяются fн и fв, то есть диапазон рабочих частот (ДРЧ) для каждой АЧХ.
Контрольные вопросы :
1 Что такое амплитудно-частотная характеристика (АЧХ)?
2 Что такое диапазон рабочих частот (ДРЧ)?
3 Что такое согласованная нагрузка?
4 Как рассчитывается ДРЧ усилителя?
5 Какие параметры можно рассчитать, пользуясь осциллографом?
6 Какое влияние на параметры и АЧХ усилителя оказывает наличие в схеме конденсаторов?
Виды контроля (Оценка):
Лабраторные работы оцениваются следующим образом:
оценка «5» ставится, если:
- работа выполнена самостоятельно в объеме 100 % и получен верный ответ или иное требуемое представление результата работы;
- нет нарушений в оформлении работы;
- правильно выполнено свыше 95 % работы.
- правильно даны ответы на вопросы допуска и контрольные вопросы
оценка «4» ставится, если:
- работа выполнена самостоятельно в объеме 100 % (допускаются небольшие математические ошибки, не влияющие на конечный результат;
- незначительные нарушения в оформлении практической работы, исправления;
- правильно выполнено свыше 85 % работы;
- правильно даны ответы на вопросы допуска и контрольные вопросы (допускается 1-2 не точности в ответах)
оценка «3» ставится, если:
- работа выполнена в объеме 100 %, но допущены ошибки, приводящие к неверному конечному результату.
- правильно даны ответы на вопросы допуска и контрольные вопросы (допускается 1-2 не точности в ответах)
оценка «2» ставится, если:
- допущены существенные ошибки, показавшие, что студент не владеет обязательными знаниями, умениями, необходимыми для выполнения работы, или значительная часть работы выполнена не самостоятельно;
- грубые нарушения в оформлении практической работы;
- даны ответы не на все вопросы допуска и контрольные вопросы
Лабораторная работа №8
«Исследование работы схем усилителя напряжения»
Продолжительность проведения – 2 часа
Дата: 2019-02-25, просмотров: 278.
