Исследование двухкаскадного усилителя с резисторно-емкостной связью

режиме покоя, благодаря им получают оптимальные значения токов базы и напряженй между базой и эмиттером U_бэ. Резисторы R_Э1 и R_Э2 предназначен для температурной  стабилизации  рабочей  точки.  Конденсаторы  С_Э1 и С_Э2 шунтирует резисторы R_Э1 и R_Э2 по переменному току, тем самым исключает проявление отрицательной обратной связи (его отсутствие привело бы к уменьшению коэффициента усиления).

Схема замещения:

2. Для улучшения показателей усиления вводят ОС.

Под обратной связью в усилителях понимают воздействие электрической цепи усилителя, при котором часть выходного сигнала подается на вход усилителя. Обратные связи в усилителях обычно создаются специально. Однако иногда возникают за счет паразитных емкостей, внутренних сопротивлений источников питания и т. д. Обратные связи подразделяют на обратные связи по напряжению и по току. Структурная схема усилителя с последовательной ОС по напряжению изображена на рисунке:

Если при наличии обратной связи входной сигнал Uвх складывается с сигналом обратной связи Uос, в результате чего в усилитель поступает увеличенный сигнал U1, то такую обратную связь называют положительной.

Если после введения обратной связи сигналы U1 на входе и Uвых на выходе усилителя уменьшаются, что обусловлено вычитанием сигнала обратной связи из входного сигнала Uвх, то такую обратную связь называют отрицательной.

Положительная обратная связь повышает коэффициент усиления усилителя. Однако положительную обратную связь в усилителях практически не применяют, так как при этом, стабильность коэффициента усиления значительно ухудшается.

Несмотря на снижение коэффициента усиления, отрицательную обратную связь широко используют в усилителях. В результате введения отрицательной обратной связи существенно улучшаются свойства усилителя, а именно:

а) повышается стабильность коэффициента усиления усилителя при изменениях параметров транзисторов;

б)   снижается уровень нелинейных искажений;

в) увеличивается входное и уменьшается выходное сопротивления усилителя.

3. Для увеличения коэффициента усиления в области низких и высоких частот широко применяются отрицательная обратная связь. На рисунке показано влияние ООС на амплитудно-частотную характеристику усилителя:

f = fн2 – fв2 – полоса пропускания без ОС;

f = fн2 – fв1 – полоса пропускания с ООС.

Применение ООС уменьшают не линейные искажения входного сигнала, т.е. уменьшается наклон амплитудной характеристики, делает ее более линейной.

Предположим, что без ОС каскад усилителя имеет амплитудно-частотную характеристику показанную на рисунке. Под действием ОС изменяется коэффициент усиления каскада, а, следовательно, и напряжение на его выходе. Последнее приводит к изменению напряжения ОС и результирующего напряжения на входе каскада. Однако изменение усиления каскада даже с частотно-независимой ОС происходит неравномерно в полосе частот и на ее краях. Это объясняется тем, что глубина ОС получается неодинаковой в пределах полосы частот и на ее краях. На средних частотах коэффициент усиления максимален. Следовательно, максимально и напряжение  ООС. Поэтому уменьшение усиления (при ООС) будут наибольшими. На краях полосы, где коэффициент усиления падает, уменьшается и напряжение ОС. Поэтому коэффициент усиления на краях снижается при ООС меньше, чем в области средних частот. В результате происходит расширение полосы пропускания при ООС.

4. Предположим, что входной сигнал представляет собой колебание синусоидальной формы с постоянной амплитудой и частотой. Допустим, что напряжение на выходе усилителя искажено: отрицательная полуволна имеет амплитуду меньшую, чем положительная. Если усилитель охватить ООС пои напряжению, то напряжение на выходе цепи ОС также будет иметь несимметричные полуволны: большая—положительная, меньшая—отрицательная. Поэтому в результате действия ООС больше ослабится положительная полуволна и меньше отрицательная и, как следствие, форма колебания на выходе усилителя станет более симметричной, т. е. нелинейные искажения сигнала уменьшатся.

Но данное утверждение неверно для нашего случая, так как амплитудная характеристика без ОС более линейна, чем амплитудная характеристика с ОС. Что и свидетельствует, что в данном двухкаскадном усилителе действует положительная обратная связь. Таким образом ПОС увеличивает нелинейность амплитудной характеристики.

Рабочая схема.

Ход работы.

Таблица №1.

Таблица №2.

Выполнение работы:

Общая формула: К_U= 

Без ОС.

С ОС.

Вывод: Исследовали влияние параметров элементов схемы усилительных каскадов, выполненных на транзисторах по схеме с общим эмиттером, на его основные характеристики. Вычислили коэффициент усиления напряжения двухкаскадного усилителя с общим эмиттером