Исследование основных технических показателей усилительного каскада: Методические указания к лабораторной работе по курсам "Электронные устройства роботов" и "Электронные устройства в мехатронике", страница 6

При дальнейших измерениях величину напряжения на входе усилителя (выходное напряжение измерительного генератора) следует оставлять без изменений.

5.  Изменяя частоту выходного сигнала генератора в сторону уменьшения от величины 1000 Гц и измеряя величину выходного напряжения, найти точку, в которой величина выходного напряжения уменьшится на 5%. Измерить U_вх, соответствующее этой точке, подсчитать значение коэффициента K_U и занести полученные значения f, U_вых, U_вх и K_U в таблицу (значения U_вх  можно не измерять, считая

Uвх = Uвх0).

6.  Продолжая уменьшать частоту сигнала генератора, находить точки, в которых выходное напряжение усилителя уменьшается относительно предыдущего значения на 5 %. Измерять в найденных точках значения f,  U_вых, U_вх  и подсчитывая значения K_U,  занести эти данные в  таблицу. Когда для очередного значения коэффициента усиления K_U  будет выполняться K_U ≤0,707K_U0, прекратить процедуру уменьшения частоты. Последнее полученное значение коэффициента усиления приблизительно равно K_Uн, а частота – граничной частоте f_н.

7.  Вернуться к частоте f_с = 1000 Гц. Изменяя частоту выходного сигнала генератора в сторону увеличения от частоты 1000 Гц и измеряя величину выходного напряжения, найти точку, в которой величина выходного напряжения уменьшится на 5%. Измерить U_вх, соответствующее этой точке, подсчитать значение коэффициента K_U и занести полученные значения f, U_вых, U_вх и K_U в таблицу (значения U_вх  можно не измерять, считая U_вх = U_вх0).

8.  Продолжая увеличивать частоту сигнала генератора, находить точки, в которых выходное напряжение усилителя уменьшается относительно предыдущего значения на 5 %. Измерять в найденных точках значения f,  U_вых, U_вх  и, подсчитывая значения K_U,  заносить эти данные в  таблицу. Когда для очередного значения коэффициента усиления K_U  будет выполняться K_U ≤0,707K_U0, прекратить процедуру увеличения частоты. Последнее полученное значение коэффициента усиления приблизительно равно K_Uв, а частота – граничной частоте f_в.

9.  По полученным данным построить характеристику K_U = F(f), используя по оси частот логарифмический масштаб.

3.6. Измерения для определения фазочастотной характеристики φ = F(f).

Типичный вид фазочастотной характеристики усилителя переменного тока представлен на рис. 11.

Рис. 11

Здесь фаза выходного сигнала φ относительно входного зависит от частоты сигнала f_с качественно зависит следующим образом: в области низких частот она имеет положительные значения, т.е. она опережает, в области высших частот она имеет отрицательные значения, т.е. – отстает, а в области средних частот её значение близко к нулю. Конкретное значение φ зависит от количества каскадов в составе усилителя и от схемы включения транзистора в них. Так для однокаскадного усилителя на транзисторе, включённом по схеме с ОЭ, в области средних частот φ равно 180º, в области низких частот происходит уменьшение этого значения, а в области высоких частот – его увеличение.

Для измерения значений φ при различных частотах сигналов используются соответствующие электронные измерительные приборы, в частности, электронный фазометр Ф2-34. Схема подключения приборов для измерений имеет вид, представленный на рис. 12.

Рис. 12.

Измерения должны производиться для усилителя, работающего без нелинейных искажений, для контроля используется осциллограф. Входной сигнал усилителя (выходной сигнал измерительного генератора) подаётся на вход опорного сигнала, а выход  усилителя с помощью кабеля с делителем 1:15 соединяется  с измерительным входом фазометра.

Методика определения  фазочастотной характеристики φ = F(f).

1.  Собрать схему подключения приборов к исследуемому усилителю в соответствии с рис. 12.

2.  Подать на усилитель напряжение источника питания в соответствии с п. 2 раздела 3.1.1.

3.  Установить на выходе измерительного генератора выходной синусоидальный сигнал с частотой f_с = 1000 Гц. Изменяя величину сигнала на выходе генератора и измеряя выходное напряжение переменного тока вольтметром на выходе усилителя, установить выходное напряжение величиной 

Uвых0 =  (0,2…0,3)Uвых.max.