3.1. Электрическая схема исследуемого высокочастотного усилителя сигналов малой амплитуды приведена на рис.3.1.
Рис. 3.1
Схемы в описании носят принципиальный характер. Значения параметров элементов на ней не соответствуют ни одному из заданных вариантов и на схеме присутствуют только вследствие особенности пакета Workbench, который требует числового определения значений этих параметров. Каждый студент должен самостоятельно рассчитать или подобрать экспериментально значения параметров элементов схемы.
Сопротивление Rsh=1 Ом является вспомогательным и используется только для измерения тока транзистора и угла отсечки. Для усилителя оно не требуется. Величина этого сопротивления достаточно малая, чтобы не оказывать никакого влияния на работу усилителя.
В эмиттерной цепи сопротивление стабилизации коллекторного тока можно выбрать приближенно из того, что напряжение на эмиттере UЭ может составлять 10-20% от напряжения питания. Резисторы в цепи базы образуют делитель, обеспечивающий отпирание транзистора. Напряжение на выходе делителя UД должно быть несколько больше чем сумма напряжения на эмиттере и напряжения отпирания эмиттерного перехода UЭБ. Для предварительного расчета можно принять
В.
Для выполнения расчета делителя достаточно учесть, что ток в цепи делителя должен быть в 3-4раза больше тока базы транзистора.
3.2. На рис.3.2 приведена электрическая схема высокочастотного усилителя мощности.
Рис.3.2
Источник смещения базового напряжения Esm используется в лабораторной работе для изменения угла отсечки.
В этой схеме для работы на высоких частотах необходимо применить трансформатор с относительно малыми индуктивностями рассеяния и намагничивания. Такой трансформатор в библиотеке моделей пакета Workbench отсутствует. Приходится вводить индивидуальную модель трансформатора с подходящими параметрами. Величина индуктивности намагничивания LM должна быть такой, чтобы на рабочей частоте ее реактивное сопротивление было в 3-4 раза больше входного сопротивления усилителя и в 5-10 раз больше выходного сопротивления предыдущего каскада (генератора). В данной лабораторной работе она должна быть примерно
.
Индуктивность рассеяния LE является паразитным параметром трансформатора, обусловленным наличием магнитного потока не связанного с вторичной обмоткой. По этой причине желательно изготавливать трансформатор с LE=0. Реально трансформаторы могут иметь LE=(0,1-0,001)LM.
4. Рекомендации по выполнению работы
4.1. Ввести новую модель трансформатора можно с помощью меню Circuit/ComponentProperties … , предварительно выбрав трансформатор на схеме щелчком левой кнопки мыши. Порядок действий следующий:
Откройте библиотеку default, выберите модель трансформатора ideal и скопируйте ее в системный буфер щелчком по кнопке Copy.
Используя кнопку NewLibrary, создайтеновую библиотеку.
В новую библиотеку кнопкой Paste вставьте скопированную модель трансформатора ideal и дайте ей имя.
Откройте параметры модели кнопкой Edit и введите новые параметры трансформатора в формате, показанном на рис.4.1.
Рис.4.1
4.2. Настройку колебательного контура можно произвести, снимая амплитудно-частотную характеристику усилителя с помощью меню Analysis\ACFrequency…. Частоту резонанса можно подбирать, меняя параметры индуктивности или емкости. Полосу пропускания усилителя можно регулировать изменением величины сопротивления нагрузки, которое меняет эквивалентную добротность контура. Если нагрузку хотим сохранить прежней, можно искусственно увеличить потери в контуре, добавляя последовательно с индуктивностью сопротивление небольшой величины.
4.3. Измерение коэффициента полезного действия в данной схеме можно выполнить через измерение постоянной составляющей тока источника питания и амплитуды переменного напряжения на сопротивлении нагрузки. Тогда коэффициент полезного действия может быть рассчитан по формуле
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.