Исследование характеристик транзисторных усилителей с RC-связью: Методические указания к лабораторной работе № 3 по курсам "Электронные устройства робототехнических систем" и "Электронные устройства мехатронных систем", страница 3

Основные технические показатели усилителя оценивают в области средних частот рабочего диапазона (частоты 800¸1500 Гц), для которой можно пренебречь действием всех реактивных элементов [1]. Эквивалентные схемы при этом упрощаются и имеют вид, показанный на рис.5б и рис.7.В этом случае зависимости для основных технических показателей имеют вид.

Для усилителя, изображенного на рис. 1а:

Входное сопротивление

                                    R_ВХ=(R_ВХЭ çç R_Б)(4)

Где R_Б = (R1 ççR2); R_ВХЭ - входное сопротивление транзистора, включенного по схеме с общим эмиттером (ОЭ), R_ВХЭ = h_11э  (h_11э – параметр транзистора).

Коэффициент передачи входной цепи

 К_ВХ = R_ВХ / (R_C + R_ВХ )                                                                  (5)

Коэффициент усиления по напряжению

К_U = U_ВЫХ / U_ВХ =  b_Д . R_Н~ / R_ВХЭ                                                                                                                     (6)

где R_Н~ = (R_КçêR_Н); b_Д – динамический коэффициент усиления транзистора по току в схеме с ОЭ;

К_U= U_ВЫХ / E_C = К_ВХ К_U = ( R_ВХ / (R_C + R_ВХ ) ) * b_Д . R_Н~ / R_ВХЭ                                  (7)

Выходное сопротивление

R_ВЫХ = (R_ВЫХЭ çç R_К)                                                                      (8)

гле  R_ВЫХЭ - выходное сопротивление транзистора в схеме с ОЭ,

R_ВЫХ = (h_11Э+ R_C) / (h_22Э+ R_C), (h_22Э – параметр транзистора);

Обычно R_ВЫХЭ >> R_К    и  R_ВЫХ »R_К.                                                                                      (9)

Дляусилителя, изображенного на рис. 16:

Входное сопротивление

R_ВХЭ = (R_ВХЭОС1çêR_Б1),                                                                (10)    где R_ВХЭОС1 = R_ВХЭ + (b_Д1+1)R`_Э1; b_Д1 - динамический коэффициент транзистора V₁;

R_Б1 = (R₁½ç R₂).

Коэффициент передачи входной цепи  Ê_ВХ =  R_ВХ/ (R_C + R_ВХ),

Коэффициенты усиления по напряжению    

Ê_E = Ê_ВХ Ê_U= (b_Д1 R_Н1~ / R_ВХЭОС1)*( b_Д2 R_Н2~ / R_ВХЭОС2)                               (11)

где R_Н1~ = (R_К1çç R_Б2); R_Б2 = (R₃çç R₄); b_Д2  - динамический коэффициент транзистора V2; R_Н2~ =(R_К2çç R_Н); R_ВХЭОС2 = R_ВХЭ + (b_Д2 + 1) R`_Э2; (параметры транзисторов V1 и V2 предполагаются идентичными).

Выходное сопротивление

R_ВЫХ = (R_ВЫХЭОС çç R_К2), где R_ВЫХЭОС - выходное сопротивление транзистора в схема с ОЭ при наличии местной ООС по току (см.[3]).В данном случае

R_ВЫХЭОС >> R_К2, R_ВЫХ » R_К2

При экспериментальном исследовании усилителя его основные технические показатели могут быть определены соответствующими измерениями при подаче на его вход сигнала переменного тока с частотой, соответствующей области средних частот (обычно 1000 Гц). Если усилитель предназначен для работы на несущей частоте f₀, то все измерения проводятся при подаче на вход сигнала с этой частотой.

При определении всех показателей необходимо, чтобы усилитель работал в линейной зоне. Если границы линейной области заранее известны, например значения U_ВХMAX или U_ВЫХMAX (рис. 4), то при измерениях необходимо выполнять условия U_ВЫХ £ U_ВЫХMAX, U_ВХ £ U_ВХMAX, Когда такая  информация отсутствует, экспериментальное исследование необходимо начать с определения границ области линейности, для чего снимается амплитудная характеристика усилителя U_ВЫХM = f(U_ВХM), и на ней определяется зона линейности усилителя. Для упрощения последней задачи при снятии амплитудной характеристики следует зафиксировать момент начала появления нелинейных искажений. Эта точка и определяет границу линейной области усиления.

При определении амплитудной характеристики используются генератор сигналов типа ГЗ-111 и вольтметр переменного тока. Входное напряжение U_ВХ необходимо измерять непосредственно на входе усилителя чувствительным вольтметром переменного тока (например, типа В7-35).