Физика \ Основы радиоэлектроники и связи

Изучение основных принципов работы и свойств усилителей гармонических колебаний. Исследование резонансных усилителей, работающих в режимах классов А, Б и С, страница 4

,

где

- амплитуда переменного высокочастотного напряжения на сопротивлении нагрузки;

 - сопротивление нагрузки на выходе умножителя;

 - постоянная составляющая тока питания, может быть измерена с помощью виртуального мультиметра в режиме постоянного тока;

- напряжение питания.

Коэффициент полезного действия имеет наибольшее значение при максимальной амплитуде переменной составляющей напряжения и тока коллектора, поэтому данные для его расчета надо снимать, поддерживая неизменной амплитуду колебаний переменного напряжения на коллекторе транзистора. Эта амплитуда в классе С должна быть близка к величине напряжения источника питания. В классе А амплитуда выходного напряжения должна быть меньше на величину падения на величину падения напряжения на резисторе в цепи эмиттера. Максимальную допустимую амплитуду выходного напряжения необходимо поддерживать во всех пунктах лабораторной работы, связанных с измерением коэффициента полезного действия.

5. Лабораторное задание

5.1. Исследовать принцип работы и характеристики резонансного усилителя напряжения, работающего в режиме класса А.

5.1.1. Составить на рабочем поле моделирующего пакета схему резонансного усилителя слабых сигналов в соответствии с домашним расчетом.

5.1.2. Установить ток покоя транзистора 3-5мА. Ток покоя для настройки можно подобрать изменением параметров резисторов R1 или R2.

5.1.3. Настроить колебательный контур на заданные параметры.

5.1.4. Подобрать амплитуду входных колебаний, при которой ток эмиттера имеет синусоидальную форму, а амплитуда  переменного  напряжения на коллекторе составляет (0,8-0,9)Ep. Снять осциллограммы напряжений на входе и выходе усилителя, а также тока эмиттера.

5.1.5. Измерить усиление, а также коэффициент полезного действия усилителя в режиме линейного усиления

5.1.6. Измерить спектр тока транзистора и проанализировать его особенности.

5.2. Исследовать амплитудно-частотную характеристику усилителя слабых сигналов.

5.2.1. Снять АЧХ усилителя.

5.2.2. Измерить усиление и полосу пропускания.

5.2.3. Измерить избирательность по зеркальному каналу, т.е. на частоте (F-2Fпр).

5.3. Исследовать работу резонансного усилителя мощности в режиме отсечки.

5.3.1. Составить на рабочем поле моделирующего пакета схему резонансного усилителя мощности.

5.3.2. Снять зависимость коэффициента полезного действия и усиления от угла отсечки. По графикам определить оптимальный угол отсечки в режиме резонансного усиления, при котором коэффициент полезного действия максимален.

Особое внимание обратите на углы отсечки 90 и 60 градусов, соответствующие режимам усиления класса В и С.

5.3.3. При угле отсечки 60 градусов снять осциллограммы напряжений и токов, иллюстрирующие работу схемы.

5.3.4. Снять спектры тока эмиттера и напряжения на коллекторе.

5.3.5. Измерить коэффициент второй гармоники на нагрузке усилителя. Объяснить происхождение и опасность гармоник на выходе усилителя мощности.

6. Вопросы для самопроверки

6.1. Почему усиление слабых сигналов не производится в режиме класса С, а только в режиме класса А?

6.2. Какие функции выполняет резонансный контур при усилении слабых сигналов и при усилении мощности?

6.3. Почему при наличии отсечки по току КПД усилителя увеличивается относительно режима класса А?

6.4. Как определяется угол отсечки по графику мгновенных значений тока эмиттера?

6.5. Почему в классе С используется угол отсечки равный 60 градусов?

ЛИТЕРАТУРА

1. Каяцкас А.А. Основы радиоэлектроники: Учеб. Пособие для студентов вузов по спец. «Констр. и производство радиоаппаратуры». – М.: Высш. шк., 1988.

2. Нефедов В.И. Основы радиоэлектроники и связи. – М.: Высш. шк., 2002.

3.

Скачать файл