Исследование параметров и характеристик усилителей низкой частоты

Страницы работы

6 страниц (Word-файл)

Содержание работы

Федеральное агенство по образованию Российской Федерации

КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра: «Приборостроение»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1.

Исследование параметров и характеристик усилителей низкой частоты

                                                                                                                                  Выполнил:

                                                                                                                                      ст-т гр. Р53-2

                                                                                                                                     Карпенко МС

                                                                                                                                  Проверил :

                                                                                                                                   Скачко В.Д

Красноярск 2005

      Цель работы: ознакомление с лабораторным стендом, измерительными приборами, методами измерения параметров и характеристик усилителей низкой частоты.

      Приборы: генератор, вольтиетр переменного тока, частотомер, фазометр, лабораторный макет №1.

Расчет параметров усилителя по результатам измерения.

Коэффициент усиления  определяется как отношение выходного напряжения к входному

K0=Uвых/Uвх

     Измерения производятся в диапазоне средних частот при амплитудах выходного сигнала в 2-3 раза меньше максимально возможных.

     Для  измерения активной составляющей  входного сопротивления Rвх  усилителя необходимо дважды замерить его выходное напряжение: первый раз  (U1) – при подаче входного напряжения от генератора на вход усилителя, второй  (U2) – при подаче входного напряжения  через дополнительное  сопротивление Rд. Измерения производятся в диапазоне

средних  частот.

   В соответствии со схемой входной цепи усилителя , пренебрегая влиянием входной ёмкости

для обоих случаев  измерения можем записать: Rвх   Rд

                                     U1=e* K0       U2 = e* K0 *( Rвх/( Rвх+Rд))

откуда для активной составляющей входного сопротивления  справедлива формула:

                                                     Rвх = Rд*( U2/( U1- U2))

       Для измерения входной ёмкости усилителя  необходимо дополнително  замерить выходное напряжение: без дополнительного  сопротивления на входе (U3)   и с дополнительным сопротивлением  Rд на входе (U4) , на частотах, где усиление начинает заметно падать

(примерно в 2 раза) .

          Величину входной ёмкости  усилителя  можно найти из выражения

Свх2=(1/(w* Rд))*( (U1/ U2)+( U3/ U4))2

       Измерение  выходного сопротивления усилителя  производится двукратным измерением выходного напряжения усилителя  при большом (U5) и малом (U6) сопротивлениях нагрузки. Для выходных напряжений  U5   и  U6  справедливы выражения:

U5  =exx*(Rн1/(Rн1+Rвых))               U6= exx*(Rн2/(Rн2+Rвых))

Тогда, выражение  для  определения  выходного сопротивления  примет вид

                                     Rвых=(Rн1*Rн2*(U5-U6) )/(Rн1*U6-Rн2*U5)

        Измерения производятся в диапазоне  средних частот  при  очень малых амплитудах  сигнала, гарантирующих  отсутствие искажений  выходного сигнала при низкоомной тнагрузке.

Порядок выполнения работы:

1.Соберем схему изображенную на рисунке, при этом дополнительное сопротивление Rд перемкнем ключом S1, а переключателем S4 выберем максимальное сопротивление нагрузки (Rн1=10 кОм ).

2. Установим частоту задающего генератора 1кГц и максимальную амплитуду напряжения входного сигнала, при которой отсутствуют искажения сигнала на выходе усилителя, которые визуально регистрируются по осциллографу. Искажения сигнала появлялись при входном напряжении U = 0.4 В.

3. Определим коэффициент усиления устройства, используя измеренные значения напряжения на входе и выходе усилителя.

Uвх = 0,35 В

Uвых = 5 В.

4.Изменяя входной сигнал в пределах 0 – 1 Uвх определим соответствующие значения выходного напряжения, по которым построим амплитудную характеристику усилителя.

№изм

1

2

3

4

5

6

Uвх, В

0

0,1

0,2

0,3

0,33

0,35

Uвых, В

0,12

1,3

2,7

3,9

4,8

5

         5. Изменяя частоту генератора, определим верхнюю и нижнюю частоты усилителя по падению напряжения на 3dB.

fB = 80кГц               fH = 335 Гц

6.Изменяя частоту генератора в пределах  и  , снимем амплитудно-частотную характеристику усилителя.

f,кГц

0,083

0,3

0,6

0,9

1,2

1,35

20

70

120

170

210

270

320

Uвых, В

1

3,3

4,5

4,9

5

5

5

4

2,3

1,5

1,2

0,8

0

7.Измерим в диапазоне средних частот напряжение на выходе усилителя при включенном и закороченном добавочном сопротивлении Rд. По измеренным напряжениям определим входное сопротивление усилителя.

Uвх = 0,35 В.

Uвых1 = 5 В

Uвых2 = 1,4 В.

8.Выключив дополнительное сопротивление на входе усилителя, повысим частоту входного сигнала до значения 27,5 кГц, затем замерим выходное напряжение при закороченном и включенном сопротивлении на входе усилителя и рассчитаем входную емкость усилителя.

Uвх = 0,35 В

Uвых1 = 2,7 В

Uвых2 = 0,4В

9.В диапазоне средних частот измерим выходное напряжение при высокоомной и низкомной нагрузке, затем рассчитаем выходное сопротивление усилителя.

Uвых1 = 5 В

Uвых2 = 0,19 В.

Выводы: В ходе выполнения лабораторной работы мы ознакомились с лабораторным макетом усилителя низкой частоты, а таке   со схемами включения приборов и макета, при измерениях. Проведя прямые измерения энергетических и спектральных параметров, а также вспомогательных величин, для косвенного определения параметров, были получены не все основные характеристики  усилителя: не получена фазо-частотная характеристика, вслделствие  отсутствия фазометра.  По данным измерений были построены амплитудная, амплитудно-частотная  характеристики усилителя, которые   сходятся с  теоретическими.

Также  по  полученным данным  были рассчитаны  входное и выходное сопротивления усилителя,  входная емкость.

Похожие материалы

Информация о работе