Исследование реостатного каскада

Изобразим в частотные характеристики реостатного каскада

Амплитудно – частотная характеристика.

 

                                                                                                                                                       f,                                                                                                                                                                Гц                  

|Yн(f)|,

dB

Фазо – частотная характеристика

φ_н,

рад

                                                                                                                                                           f,

                                                                                                                                                           Гц            

Определим точки перегиба амплитудной характеристикиU₁ и U₂

I₀ = 4 мА, Е_К = 12 В,R_Э = 50 Ом.

U₁ = R_H·I₀ = 1.332 B

U₂ = E_K – I₀·(R_Э0+R_Э+R_К) – 1 = 9 B

По найденным точкам перегиба амплитудной характеристики построимее график

Амплитудная характеристика

 

U_ВЫХ

       В

                                                                                                                                        U_ВХ,

                                                                                                                                            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.

f_В = 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

f_В = 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.