Исследование реостатного каскада

Страницы работы

Содержание работы

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Красноярский государственный технический университет

Кафедра      «Приборостроение»     

Лабораторная работа №3

Исследование реостатного каскада

Выполнил:

студент гр. Р53-3

Колегов А.Н.

Проверил:

Скачко В.Д.


Красноярск  2005

      Цель работы: Исследование АЧХ и ФЧХ реостатного каскада, исследование связи амплитудной характеристики каскада с коэффициентом нелинейных искажений.

 Оборудование и приборы: генератор, микровольтметр переменного тока, осциллограф, измеритель нелинейных искажений, электронный частотомер, фазометр, макет №3.

Схема реостатного каскада.

Домашнее задание.

1.  Рассчитать и построить амплитудно – частотные и фазо - частотные характеристики каскада в области верхних и нижних частот, найти граничные частоты при заданных параметрах каскада.(Снд=0,1мкФ, Rнд = 750 Ом, Ср = 5 мкФ, См = 6 пФ; параметры транзистора: Сбк = 2,6 пФ, ß = 70,   Rк = 400, RББ = 36, RБЭ = 440, RБК = 600 кОм, Rг = 50, Rэ = 50).

Определим входное сопротивление транзистора

 кОм

Определим сопротивление и емкость нагрузки каскада.

 Ом                            нФ

Используя вышеприведенные расчеты, определим верхнюю граничную частоту

 Гц.

Запишем выражения, характеризующие поведение частотных характеристик в области верхних частот


АЧХ

ФЧХ


Изобразим в частотные характеристики реостатного каскада

Амплитудно – частотная характеристика

 


                                                                                                                                                             f,

                                                                                                                                                             Гц

|Yв(f)|,

dB

Фазо – частотная характеристика

                                                                                                                                                               f,                                                                                                                                                                   Гц                               

φ,

рад

Определим эквивалентное сопротивление в области нижних частот

 кОм

Определим нижнюю граничную частоту

 Гц

Запишем выражения, характеризующие поведение частотных характеристик в области верхних частот


АЧХ

ФЧХ


Изобразим в частотные характеристики реостатного каскада

Амплитудно – частотная характеристика.

 


                                                                                                                                                       f,                                                                                                                                                                Гц                  

|Yн(f)|,

dB

Фазо – частотная характеристика

φн,

рад

                                                                                                                                                           f,

                                                                                                                                                           Гц            

Определим точки перегиба амплитудной характеристикиU1 и U2

I0 = 4 мА, ЕК = 12 В,RЭ = 50 Ом.

U1 = RH·I0 = 1.332 B

U2 = EK – I0·(RЭ0+RЭ+RК) – 1 = 9 B

По найденным точкам перегиба амплитудной характеристики построимее график

Амплитудная характеристика

 


UВЫХ

       В

                                                                                                                                        UВХ,

                                                                                                                                            В

Рассчитаем Коэффициент усиления усилителя на средних частотах

Порядок выполнения работы.

На средней частоте (1кГц) осциллографом найдите максимальный уровень выходного сигнала, при котором искажения еще не заметны. Снизьте амплитуду сигнала до 0,5 максимального.

Uвх1 = 0,09 В,     Uвых1 = 1B

Uвх2 = 0.045 B,   Uвых2 = 0,55 В

По снижению амплитуды на 3 dB определите верхнюю граничную частоту, найдите величину фазового сдвига на верхней граничной частоте.

fВ = 10,5 кГц

Снимите АЧХ в области верхних частот в диапазоне

f

кГц

2

7

12

17

22

27

32

37

42

Uвых

В

0,65

0,56

0,44

0,35

0,3

0,24

0,21

0,19

0,16

АЧХ в области верхних частот

 


                                                                                                                                                               f,

                                                                                                                                                            кГц        

Uвых,

dB

Изменим параметры нагрузки (Сн = 0,047 мкФ, Rн = 2 кОм

Uвх1 = 0,13 В,     Uвых1 = 1,9B

Uвх2 = 0.065 B,   Uвых2 = 0,95 В

fВ = 31 кГц

f

кГц

8

20

30

40

50

60

80

100

120

UВЫХ

В

0,9

0,77

0,64

0,57

0,5

0,43

0,35

0,27

0,23

АЧХ в области верхних частот

 


                                                                                                                                                               f,

                                                                                                                                                            кГц        

Uвых,

dB

По снижению амплитуды на 3 dB определите нижнюю граничную частоту.

fн < 20 Гц

Uвх1 = 0,065 В,   Uвых1 = 0,75B

Снимите АЧХ в области нижних частот в диапазоне

f

Гц

10

20

25

50

100

200

300

Uвых

В

0,76

0,78

0,8

0,93

0,94

0,95

0,955

По полученным данным построим характеристику

АЧХ в области нижних частот

 


                                                                                                                                                                f,

                                                                                                                                                            кГц        

Uвых,

dB

Изменим параметры цепи, затем снимем частотные характеристики

Ср = 5 мкФ.

Uвх1 = 0,1 В,       Uвых1 = 1,6B

Uвх2 = 0.05 B,     Uвых2 = 0,73 В

fн < 20 Гц

f

Гц

20

25

30

50

100

200

300

Uвых

В

0,57

0,6

0,64

0,67

0,7

0,72

0,73

АЧХ в области нижних частот

 


                                                                                                                                                               f,

                                                                                                                                                            кГц        

Uвых,

dB

Снимем АЧХ усилителя при различных нагрузках каскада (Rн1 = 2 кОм, Rн2 = 750 Ом,             Rн3  = 82 Ом.)

f

кГц

0,5

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

Uвых1

В

0,69

0,68

0,67

0,66

0,64

0,62

0,6

0,58

0,55

0,52

0,5

Uвых2

В

0,51

0,5

0,49

0,485

0,48

0,47

0,46

0,45

0,44

0,42

0,41

Uвых3

В

0,1

0,096

0,095

0,093

0,09

0,089

0,088

0,087

0,086

0,086

0,086

АЧХ в области верхних частот

 


                                                                                                                                                               f,

                                                                                                                                                            кГц        

Uвых,

dB

Выводы.

В ходе выполнения работы было выяснено, что при уменьшении сопротивления нагрузки область частот усиления расширяется, при увеличении сопротивления нагрузки, то полоса усиления сужается, но как следствие возрастает динамический диапазон усиления.

Увеличение емкости в нагрузке приводит к снижению верхней граничной частоты, а уменьшение разделительной емкости приводит к возрастанию нижней граничной частоты.

Похожие материалы

Информация о работе