Исследование однокаскадных транзисторных усилителей. Расчет параметров схемы. Настройка усилителя на постоянном токе, страница 2

U_вых = f(e_c);

f_c = 5 кГц;        e_{c макс} = 0.025 В;    ®    e_cp = 0.0125 В;

ec теор	f(ec)=Ku0*ec	f(ec) практ
0,002	0,141	0,120
0,004	0,282	0,213
0,006	0,423	0,391
0,008	0,564	0,497
0,010	0,705	0,609
0,012	0,846	0,749
0,014	0,987	0,843
0,016	1,128	0,968
0,018	1,269	1,063
0,020	1,410	1,193
0,022	1,551	1,281
0,024	1,692	1,341
0,025	1,762	1,402
0,031	2,185	1,620
0,034	2,396	1,730

D – теоретическая прямая;

O – экспериментальная.

• Снятие ЛАЧХ:

e_c = 0.012 В;   

f, Гц	Uвх, В	Uвых, В	К	20lg(K), Дб
практика
16	0,012	0,009	0,7500	-2,4988
32	0,013	0,027	2,0769	6,3484
64	0,012	0,069	5,7500	15,1934
128	0,013	0,146	11,2308	21,0082
256	0,012	0,266	22,1667	26,9140
512	0,011	0,400	36,3636	31,2133
1020	0,009	0,483	53,6667	34,5941
2040	0,010	0,512	51,2000	34,1854
4090	0,008	0,517	64,6250	36,2080
8190	0,008	0,503	62,8750	35,9696
16300	0,007	0,435	62,1429	35,8678
32700	0,006	0,303	50,5000	34,0658
65500	0,004	0,192	48,0000	33,6248
131100	0,004	0,103	25,7500	28,2155
209900	0,004	0,068	17,0000	24,6090

(График на рис. с теорией)

• Измерение R_вх и R_вых :

R_вх:  

R_изм=1 кОм;                Di_вх=(U₁-U₂)/R_изм = (0,101-0,060) В/1000 Ом » 41 мкА;

R_вх = U₂/Di_вх » 1,4 кОм;

R_вых:  

R_изм=3.9 кОм;             Di_вых=(U₁-U₂)/R_изм = (0,115-0,054) В/3900 Ом » 15,6 мкА;

R_вых = U₂/Di_вых » 3,46 кОм;

6.  Вывод:

В ходе работы был исследован однокаскадный транзисторный усилитель, для которого были построены амплитудные и частотные характеристики. Полученные результаты отличаются от расчетных. Теоретические расчеты производились из расчета того, что величина h₂₁ будет близка к своему среднему значению(30), но из-за разброса параметров для настройки рабочего режима транзистора на постоянном токе пришлось взять резистор R₁=133 кОм, в результате коэффициент передачи тока(h₂₁) упал до 18.

По тем же причинам график U_вых=f(e_c), являющийся амплитудной характеристикой усилителя, оказался ниже теоретического. Отклонение от прямой на графике начиная со значения e_c » 0.025 В, объясняется тем, что транзистор переходит в режим насыщения и появляются искажения сигнала на выходе.

Экспериментальная ЛАЧХ смещена относительно теоретической в область высоких частот, диапазон от 1кГц до 8кГц можно считать областью наибольшего усиления (с практически постоянным коэффициентом усиления). Сильное влияние на частотные характеристики усилителя оказывает температурный режим работы транзистора (взаимосвязь подвижности зарядов и коэффициента передачи h₂₁) и емкости С_р1 и С_р2, влияющие на срез в области низких частот(f_н1, f_н2). Полоса частот с наибольшим усилением достаточно мала, подобные однокаскадные усилители можно использовать в основном в качестве усилителей средней частоты малой мощности, при этом необходимо будет четко соблюдать температурный режим работы устройства.

Результаты измерения входного и выходного сопротивления различаются с теоретическими на 20-40%. Правило согласования каскадов не выполняется (R_вх>>R_вых).