Изучение метода матричных испытаний и экспериментальное определение работоспособности усилителя

Страницы работы

Содержание работы

1. Цель работы:

Изучение метода матричных испытаний и экспериментальное определение работоспособности усилителя низкой частоты (УНЧ).

2. Ход работы:


В ходе лабораторной работы была использована экспериментальная установка УНЧ. Блок-схема экспериментальной установки показана на рисунке.

Рисунок. Блок-схема испытаний:

1 – генератор; 2 – УНЧ; 3 – милливольтметр; 4 – источник питания

УНЧ усиливает синусоидальное напряжение в диапазоне 50 Гц – 50 кГц. Отказом считается уход коэффициента усиления К за пределы поля допуска. Наибольшее влияние на К оказывают сопротивление нагрузки в цепи коллектора R3, сопротивление автоматического смещения в цепи эмиттера R4, которое особенно критично, напряжение источника питания.

Для опытов были заданы параметры входного напряжения Uвх=1 мВ и частота ν=2 кГц. В ходе опыта напряжение питания принимало значения 10; 11; 12 В. Выходное напряжение определялось милливольтметром. Расчетом отношения входного напряжения к выходному определялся коэффициент усиления.


В таблице 1 приведены результаты измерений.

Таблица 1
Результаты измерений

R4, кОм

R3, Ом

Uвых, мВ

Uпит=10 В

Uпит=11 В

Uпит=12 В

80

1,6

145

153

155

1,9

165

175

176

2,1

180

185

188

2,4

193

198

200

95

1,6

140

146

148

1,9

162

170

170

2,1

174

176

182

2,4

186

190

195

110

1,6

134

135

140

1,9

155

160

165

2,1

165

170

178

2,4

176

182

190

125

1,6

126

129

133

1,9

150

151

156

2,1

160

162

167

2,4

174

175

180


Коэффициенты усиления рассчитываются по формуле:

Рассчитанные значения коэффициентов сведены в таблицу 2.

Таблица 2
Коэффициенты усиления

R4, кОм

R3, Ом

Коэффициент усиления

Uпит = 10 В

Uпит = 11 В

Uпит = 12 В

80

1,6

145

153

155

1,9

165

175

176

2,1

180

185

188

2,4

193

198

200

95

1,6

140

146

148

1,9

162

170

170

2,1

174

176

182

2,4

186

190

195

110

1,6

134

135

140

1,9

155

160

165

2,1

165

170

178

2,4

176

182

190

125

1,6

126

129

133

1,9

150

151

156

2,1

160

162

167

2,4

174

175

180

Критерием отказа считается ситуация, когда . Т.е., значения коэффициентов для рабочих ситуаций будут удовлетворять неравенству .


По данным таблицы 2 рассчитывается вероятность работоспособности УНЧ по формуле:

, где Q – число отказов, N – число испытаний.

Диапазон изменения параметра R3 разбивается на 4 кванта, т.к. в ходе опыта сопротивление R3 получает 4 значения, которые и принимаются за середины квантов.

; ; ;

Диапазон изменения параметра R4 разбивается на 4 кванта, т.к. в ходе опыта сопротивление R4 получает 4 значения, которые и принимаются за середины квантов.

; ; ;

Диапазон изменения параметра Uпит разбивается на 3 кванта, т.к. в ходе опыта Uпит получает 3 значения, которые и принимаются за середины квантов.

; ;


Если устройство оказывается неработоспособным (работоспособным) при значении параметров, соответствующем представителю кванта, то будем считать, что оно не работает (работает) при всех значениях параметров, лежащих в этом кванте.

Математическое ожидание находится по формуле:

Ом

Ом

Дисперсия рассчитывается по формуле:

Среднее квадратичное отклонение рассчитывается по формуле:

Ом

Ом


Вероятности могут быть найдены по формуле:

Для резистора R3:

Для резистора R4:

Вероятность того, что схема окажется неработоспособной, выражается так:

,                                                            (1)

где Q – число отказных ситуаций.


Вероятность отказных ситуаций находят:

Пример расчета вероятности:

Результаты расчетов вероятностей для отказных ситуаций сведены в таблицу 3.

Таблица 3

Расчет вероятностей для отказных ситуаций

Uпит = 10 В

Uпит = 11 В

Uпит = 12 В

R31

R32

R33

R34

R31

R32

R33

R34

R31

R32

R33

R34

R41

-

-

0,0451

0,0251

-

0,0451

0,0451

0,0251

-

0,0451

0,0451

0,0251

R42

-

-

0,0947

0,0527

-

-

0,0947

0,0527

-

-

0,0947

0,0527

R43

-

-

-

0,0527

-

-

-

0,0527

-

-

0,0947

0,0527

R44

-

-

-

0,0251

-

-

-

0,0025

-

-

-

0,0025

Вероятность отказа по формуле (1) составляет:

Вывод:________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Похожие материалы

Информация о работе

Тип:
Отчеты по лабораторным работам
Размер файла:
317 Kb
Скачали:
0