Исследование резисторного каскада предварительного усиления

Министерство образования и науки РФ

НГТУ

Кафедра РП

Лабораторная работа №1

ИССЛЕДОВАНИЕ РЕЗИСТОРНОГО КАСКАДА

ПРЕДВАРИТЕЛЬНОГО УСИЛЕНИЯ

Факультет: РЭФ

Группа: РТВ14-92

Студенты: Шатров М.С.

Куприянчик С.Ю.

Преподаватель: Дуркин В.В.

Дата: 15.09.2011г.

Новосибирск 2011

Цель работы: исследовать влияние элементов схемы каскада на его параметры и характеристики; исследовать связи между амплитудно-частотной и переходной характеристиками каскада; изучить влияние обратной связи на параметры и характеристики каскада; приобрести навыки работы с измерительной аппаратурой и снятия основных характеристик усилительного каскада.

Схема лабораторной установки.

Рис. 1. Вид целевой панели блока №1

«Резисторный каскад предварительного усиления»

Исследование каскада в частотной области.

1.  Определение коэффициента передачи по напряжению и сквозного коэффициента передачи каскада.

На вход каскада подаем гармонический сигнал с частотой 1кГц.

Проводим исследование исходной схемы каскада R6=1800 Ом (S1 в положение 2), С_э=150 мкФ (S2 в положении 3), С_н=0 Ф (S3 в положение 2), С_р= 10 мкФ (S4 в положение 2),  Rн=560 Ом  (S5 в положении 2) .

Измерим значения напряжений на входе каскада U_вх, ЭДС источника сигнала Е_с  и выходное напряжение каскада U_вых.

U_вх=20 мВ                            U_вых=540 мВ                     Е_с=28 мВ

Принимая R1 за внутреннее сопротивление источника сигнала (R_c=560 Ом), найдем коэффициенты передачи по напряжению К и сквозной коэффициент передачи каскада К_Е:

              

Экспериментально входное сопротивление каскада (R_вх) можно определить из выражения:  

Входное сопротивление равно:

2.  Снятие амплитудно-частотной характеристика каскада.

2.1.  Снятие АЧХ для исходной схемы каскада.

Используя логарифмический масштаб по оси частот, построим снятую АЧХ в линейном и логарифмическом масштабе по оси коэффициента передачи.

График для АЧХ в линейном масштабе по оси коэффициента передачи является нормированным.

рис. 3. АЧХ каскада в линейном масштабе.

рис. 4. АЧХ каскада в логарифмическом масштабе.

Определим верхнюю и нижнюю частоты среза. Это осуществляется для графика в линейном масштабе на уровне коэффициента  передачи равного 0.707, а для графика в логарифмическом масштабе на уровне коэффициента передачи равного -3дБ. Полученные данные занесем в таблицу 1.

Таблица 1.  Параметры каскада для различных номиналов элементов схемы.

Параметр	Электрические схемы
	Исходная схема: Rн=560 Ом Сн=0 Ср=10мкФ	Rн=560 Ом Сн=47нФ Ср=10мкФ	Rн=100 Ом Сн=47нФ Ср=10мкФ	Rн=560 Ом Сн=0 Ср=0.25мкФ
fнc, Гц	174	174	174	912
fвс, кГц	47,86	27,54	43,65	47,86
ty, мкс	8,2	12,2	8,3	7,5
D, %	8,8	8,7	13	33,8

По построенным АЧХ определим уровни частотных искажений на частотах 50 Гц и 100 кГц. Получаем, что на уровне f=50 Гц уровень частотных искажений равен K(f)= -10,66 дБ, а на уровне f=100 кГц уровень частотных искажений равен K(f)= -5,63 дБ.

2.2.  Снятие АЧХ для схемы каскада с включенной емкостью нагрузки.

Переключатель S3, имитирующий емкость нагрузки C_н, переключить в положение 1.

По полученному графику АЧХ каскада в линейном масштабе, приведенному на рис.5, определим частоты среза для каскада с подключенной емкостью нагрузки.

рис. 5. АЧХ каскада в линейном масштабе.

Полученные данные занесем в таблицу 1.

2.3.  Снятие АЧХ для схемы каскада с измененным значением сопротивления нагрузки.

Для той же  схемы как и в пункте 2.2. установим значение сопротивления нагрузки равное R_н= 100 Ом. Для этого переключатель S5 установим в положение 3. АЧХ данного усилительного каскада приведена ниже в линейном  масштабе:

рис. 6. АЧХ каскада в линейном масштабе.

По полученному графику определим частоты среза для данного каскада и занесем их в таблицу 1.