Цель: закрепление теоретических знаний по теме «Усилители мощности» и приобретение практических навыков расчета параметров бестрансформаторного двухтактного усилителя мощности.

Задачи: ознакомиться с видами межкаскадных связей в усилителях и принципом действия бестрансформаторного усилителя мощности, сформировать умение рассчитывать параметры элементов схемы усилителя 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

Двухтактный бестрансформаторный каскад – это схема выходного усилительного каскада, собранная на двух транзисторах и не использующая в своей структуре трансформатора.

Двухтактный бестрансформаторный предоконечный каскад обладает следующими свойствами, которые определяют его широкое применение в усилителях.

Так как гармоники обоих плеч в нагрузке компенсируются из-за протекания токов в противоположных направлениях, то и ЭДС обмоток трансформатора направлены друг против друга. Это сильно снижает нелинейные искажения в режимах В и АВ, в которых велики уровни четных гармоник. Поэтому данная схема применима для этих режимов по сравнению с однотактной, в которой нелинейные искажения очень большие.

1 Двухтактная схема позволяет скомпенсировать влияние помех и фона переменного тока, создаваемого источником питания. Это позволяет упростить сглаживающие фильтры выпрямителей и допустить в них гораздо больший уровень пульсаций по сравнению с однотактным трансформаторным каскадом.

2 Отсутствие трансформатора значительно снижает частотные, фазовые и нелинейные искажения.

3 Увеличивается полоса усиливаемых частот.

4 Значительно уменьшаются габариты, масса и стоимость схемы.

Достоинства двухтактной схемы могут быть реализованы только при полной симметрии обоих плеч, то есть одинаковых транзисторах с одинаковыми параметрами и характеристиками.

Энергетические показатели

Коэффициент использования тока. В режиме В он составляет 1,57, то есть амплитуда полезного сигнала в 1,57 раз больше полезного сигнала. В режиме А коэффициент использования тока Кi=I1/Iср меняется в зависимости от амплитуды входного сигнала, что изменяет положение рабочей точки на ВАХ;

- полезная мощность и КПД, которые равны Рm=0,5Im*Um,
 кпд = Рm/Ро = 0,785 Е,

- где - Ро=2Iкm*Ек/π – потребляемая каскадом мощность;

- Е=Um/Eк – коэффициент использования напряжения,

что более чем в 1,5 раза превышает кпд такого же каскада в режиме А.

- максимальная мощность выделяемая на коллекторе –
Ркm=0,1Ек²/Rпл выделяется при амплитуде сигнала, соответствующей Е=0,637.

Основным недостатком каскада является трудность в подборе комплементарных транзисторов.

Вопросы допуска:

1 В каких усилительных каскадах используются бестрансформаторные схемы усиления мощности и почему?

2 Какие требования предъявляют к работе каскадов усиления мощности?

3 Каковы параметры и особенности работы двухтактной бестрансформаторной схемы?

4 Перечислите достоинства двухтактного бестрансформаторного оконечного каскада мощности.

5 Каковы недостатки двухтактного бестрансформаторного предоконечного каскада мощности?

Содержание отчета:

1 Название и цель работы.

2 Принципиальная схема исследуемого усилителя

Рисунок 17 - Схема двухтактного бестрансформаторного оконечного каскада

3 Таблица измерений

4 Расчетная часть

Порядок выполнения

Активизировать программу Multisim.

Установить % изменения построечного резистора с помощью клавиши R (английский регистр) значение «0».

Включить режим моделирования

Записать в таблицу измерений показания входного и выходного вольтметров и начертить осциллограмму, соответствующую данным условиям.

Повторить измерения для значений таблицы.

Выключить моделирование кнопкой

Расчетная часть

Рассчитать коэффициент усиления усилителя и коэффициент полезного действия.

Контрольные вопросы:

1. Какой трансформаторный усилитель называют двухтактным?

2. Как называются транзисторы, используемые для организации двухтактного трансформаторного усилителя?

3. Какие транзисторы называют комплементарными?

4. Перечислите энергетические показатели двухтактного бестрансформаторного предоконечного каскада усиления мощности?

5. Каковы достоинства и недостатки двухтакного бестрансформаторного усилителя?

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 №11

«Исследование работы схем на операционном усилителе (ОУ)»

Продолжительность проведения – 2 часа