Зміст




НазваЗміст
Сторінка1/5
Дата конвертації19.03.2014
Розмір0.61 Mb.
ТипДокументы
skaz.com.ua > Інформатика > Документы
  1   2   3   4   5


ЗМІСТ



Вступ ............................................................................................................. 4

1. Лабораторна робота №7 .......................................................................... 5

Схеми включення транзисторів у підсилюючих каскадах
2. Лабораторна робота №8 ........................................................................ 14

Режими роботи транзисторів у підсилюючих каскадах
3. Лабораторна робота №9 ........................................................................ 24

Підсилюючі каскади
4. Лабораторна робота №10 ...................................................................... 32

Операційні підсилювачі
5. Лабораторна робота №11 ...................................................................... 42

Генератори електричних коливань
6. Лабораторна робота №12 ...................................................................... 50

^ Комбінаційні схеми

Література ................................................................................................... 58


Вступ




Даний посібник представляє собою другу частину методичних розробок для проведення лабораторних робіт з курсу "Основи радіоелектроніки" для студентів спеціальностей "Фізика", "Прикладна фізика". Тут містяться описи шести лабораторних робіт, тематика яких була продиктована умовою якнайширшого охоплення всіх розділів цього курсу. Опис кожної лабораторної роботи містить короткі теоретичні відомості, необхідні для її виконання, та експериментальну частину, де наведено схеми експериментальних установок та порядок виконання роботи. Теоретичні відомості викладені по можливості стисло і не деталізують всіх явищ і процесів, що відбуваються в реальних схемах. Це обумовлено обмеженим обємом та прикладним характером цього методичного посібника. Більш детальні відомості за тематикою лабораторних робіт можна отримати з лекційного курсу та спеціальної літератури, список якої наведено в кінці цих методичних розробок.

Як і в першій частині, до експериментального розділу кожної лабораторної роботи включено моделювання та аналіз досліджуваних схем на персональному компютері з використанням спеціалізованих пакетів прикладних програм. Це дає змогу студентам більш детально ознайомитися з роботою схем та глибше зрозуміти процеси, що відбуваються в тому чи іншому радіотехнічному пристрої. Разом з цим, компютерне моделювання дозволяє проаналізувати роботу схем, виконання яких в традиційному варіанті представляє певні технічні труднощі.

^ Лабораторна робота №7

Схеми включення транзисторів

у підсилюючих каскадах
Мета роботи: ознайомлення з основними характеристиками та параметрами підсилювачів електричних сигналів на біполярних транзисторах. Дослідити роботу підсилюючих каскадів з різними схемами включення транзисторів та визначити їх основні характеристики.
Теоретичні відомості

1. Загальні відомості про підсилювачі електричних сигналів
Підсилювач - пристрій, призначений для підсилення потужності електричних сигналів. Підсилювач представляє собою активний чотириполюсник з двома вхідними та двома вихідними клемами (див.рис.1). Вхідні клеми призначені для подачі вхідного сигналу, який необхідно підсилити. До вихідних клем підсилювача підєднують опір навантаження Rн. На вході підсилювача діє вхідна напруга Uвх та вхідний струм Iвх, вихідна напруга Uвих знімається з опору навантаження Rн, через який протікає вихідний струм Iвих. Кожен підсилювач містить джерело живлення E. Підсилення потужності електричних сигналів відбувається за рахунок енергії джерела живлення.
^ Основні параметри підсилювачів :
1. Коефіцієнт підсилення напруги ku - відношення напруги вихідного сигналу до напруги вхідного сигналу:

. (1)

2. Коефіцієнт підсилення струму ki - відношення вихідного струму до вхідного :

. (2)

3. Коефіцієнт підсилення потужності kp - відношення потужності вихідного сигналу до потужності вхідного:

. (3)

4. Амплітудно-частотна характе-ристика (АЧХ) - залежність коефіцієнта підсилення від частоти сигналу (рис.2).

5. Діапазон підсилюваних частотf - діапазон частот, в межах якого нерівномірність АЧХ k не перевищує заданої величини (див. рис.2):

. (4)

6. Вхідний опір - опір входу підсилювача для змінного струму.

7. Вихідний опір - опір виходу підсилювача для змінного струму.

8. Амплітудна характеристика підсилювача - залежність амплітуди вихідного сигналу від амплітуди вхідного. З виразу (1) отримуємо:

. (5)

Тому амплітудна характеристика ідеального підсилювача має вид прямої лінії з нахилом, що рівний коефіцієнту підсилення.

8. ^ Коефіцієнт нелінійних спотворень. Нелінійні спотворення обумовлені відхиленням амплітудної характеристики реального підсилювача від прямої лінії (рис.3). Ці спотворення проявляються у виді нових компонент спектру частот, які відсутні у вхідному сигналі. Якщо підсилювач вносить нелінійні спотворення, то його амплітудна характеристика описується наступним виразом :

, (6)

де Uвх, Uвих - амплітуди вхідного та вихідного гармонічних сигналів, ai - коефіцієнти, що визначають вид амплітудної характеристики, k - порядок нелінійності, що визначає число гармонік на виході. При подачі на вхід підсилювача з такою амплітудною характеристикою гармонічного сигналу з частотою f, вихідний сигнал буде представляти собою суму гармонік з частотами f, 2f, 3f, ... , nf і амплітудами U1, U2, U3, ... , Un. Коефіцієнт нелінійних спотворень представляє собою відношення кореня квадратного із суми квадратів напруг гармонік до напруги основної частоти (першої гармоніки) :
(7)

Тому коефіцієнт нелінійних спотворень часто називають коефіцієнтом гармонік.

Коефіцієнт підсилення напруги ku та коефіцієнт підсилення потужності kp часто виражають в спеціальних логарифмічних одиницях - децибелах:

. (8)

Враховуючи, що PU2, для ku отримуємо :

. (9)
2. Класифікація підсилювачів
Як правило, підсилювачі будують на активних елементах - транзисторах та електронних лампах. Тому розрізняють транзисторні підсилювачі та лампові підсилювачі. В сучасних радіотехнічних пристроях використовують в основному транзисторні підсилювачі.

Найменша підсилювальна одиниця підсилювача називається підсилюючим каскадом. Кожен каскад складається з джерела живлення, транзистора та схеми зміщення, яка забезпечує режим роботи транзистора за постійним струмом. Тому розрізняють однокаскадні та багатокаскадні пісилювачі. Коефіцієнт підсилення багатокаскадного підсилювача рівний добутку коефіцієнтів підсилення окремих каскадів. Якщо коефіцієнти підсилення окремих каскадів виразити в децибелах, то сумарний коефіцієнт підсилення рівний їх сумі. В залежності від місця каскаду в підсилювачі розрізняють каскади попереднього підсилення та вихідні каскади.

В залежності від способу звязку між каскадами багатокаскадного підсилювача розрізняють підсилювачі з безпосереднім звязком, підсилювачі з ємнісним звязком та підсилювачі з трансформаторним звязком (див.рис.4).

В залежності від смуги підсилюваних частот розрізняють підсилювачі постійного струму, смугові підсилювачі та резонансні підсилювачі (див.рис.5). В підсилювачах постійного струму застосовують безпосередній звязок між каскадами, так як конденсатор і трансформатор не передають постійний струм. В якості опору навантаження в резонансних підсилювачах використовуються коливальні контури. Смугові підсилювачі поділяють на підсилювачі низьких частот (ПНЧ) та високих частот (ПВЧ). ПНЧ, що підсилюють звукові частоти (20 Гц20кГц), називають підсилювачами звукових частот (ПЗЧ). Смугові підсилювачі, що працюють в діапазоні частот 50 Гц 5 МГц, називають відеопідсилювачами. Смугові підсилювачі високих частот, що підсилюють сигнали в радіочастотному діапазоні називають підсилювачами радіочастоти.

Підсилювачі, призначені для підсилення потужності різниці вхідних сигналів називають диференційними підсилювачами. Підсилювачі постійного струму з великим коефіцієнтом підсилення, виконані у виді інтегральних мікросхем, називають операційними підсилювачами. Вхідним каскадом операційного підсилювача є диференційний каскад.

3
. Схеми включення транзисторів у підсилювальних каскадах

Згідно з рис.1, кожен підсилювач має чотири виводи - два вхідні та два вихідні, а транзистор має тільки три виводи: емітер, колектор та базу. Тому, в транзисторному підсилюючому каскаді один із виводів транзистора має бути спільним для входу і виходу. Таким чином, в підсилюючому каскаді транзистор може бути включений за однією із трьох можливих
схем включення: схема зі спільним емітером (СЕ), схема зі спільним колектором (СК) та схема зі спільною базою (СБ) (див. рис.6). Всі основні характеристики підсилюючих каскадів залежать від схеми включення транзистора.


В схемі зі спільним емітером спільним виводом для вхідного і вихідного сигналу є емітер транзистора (див.рис.7). Резистори R1 та R2 утворюють подільник напруги для подачі зміщення на базу транзистора. Резистор R3 являється навантаженням каскаду.

Дана схема включення транзистора дозволяє отримати підсилення як напруги, так і струму, тому коефіцієнт підсилення потужності при такому включенні є найбільшим. Однак він сильно залежить від зміни режиму роботи транзистора, температури та заміні екземплярів транзисторів. Вхідний опір такого каскаду, в залежності від типу транзистора та резисторів R1 і R2, складає десятки - тисячі Ом. Вихідний опір визначається опором навантаження R3. Коефіцієнт нелінійних спотворень при включенні транзистора за схемою зі СЕ більший, ніж при інших включеннях, однак таке включення застосовується найбільш часто, так як дозволяє отримати найбільше підсилення потужності.

В схемі зі спільним колектором, спільним виводом для вхідного і вихідного сигналу є колектор транзистора (див.рис.8), хоча безпосередньо з наведеної схеми це не видно. Однак, необхідно врахувати, що опір джерела живлення Е є дуже малим. Тому спільний заземлений вивід для вхідного і вихідного сигналу через малий опір джерела живлення підключений до колектора транзистора. Саме тому дана схема включення транзистора є схемою зі спільним колектором. Як і в попередньому випадку, резистор R3 виступає в ролі навантаження каскаду, а резистори R1 та R2 використовуються для подачі напруги зміщення на базу транзистора.

Дана схема включення транзистора підсилює тільки струм. Коефіцієнт підсилення струму також залежить від режиму роботи транзистора, температури та заміни екземплярів транзисторів. Коефіцієнт підсилення напруги при такому включенні транзистора близький до одиниці, тому такий каскад не підсилює напругу: UвихUвх. Саме тому його ще називають емітерним повторювачем. Перевагою такої схеми включення є великий вхідний опір і малий вихідний. Тому емітерний повторювач застосовують для узгодження вхідних і вихідних опорів між каскадами.

В схемі зі спільною базою, спільним виводом для вхідного і вихідного сигналу є база транзистора (див.рис.9). Включення транзистора зі СБ дозволяє отримати підсилення тільки напруги. Коефіцієнт підсилення струму при такому включенні близький до одиниці і мало змінюється при зміні режиму роботи транзистора, температури і заміні екземплярів транзисторів. Вхідний опір транзистора при включенні зі СБ є меньшим, ніж при інших включеннях, а вихідний - більшим. Перевагою такої схеми включення є дуже малий коефіцієнт нелінійних спотворень та широкий діапазон підсилюваних частот. Тому таку схему, як правило, застосовують в радіочастотних підсилювачах.
Резюме
1. Підсилення потужності електричних сигналів відбувається за рахунок енергії джерела живлення.

2. Схема включення транзистора зі спільним емітером підсилює і напругу, і струм.

3. Схема включення транзистора зі спільним колектором підсилює тільки струм.

4. Схема включення транзистора зі спільною базою підсилює тільки напругу.
  1   2   3   4   5

Схожі:

Зміст iconІнвестиційні ресурси Зміст
...
Зміст iconСутність, функції, структура шкільних програм І підручників
Навчальна програма – документ, що визначає зміст І обсяг знань з кожного навчального предмета, умінь І навмчок, які необхідно засвоїти,...
Зміст icon9. Зміст освіти в загальноосвітній школі
Зміст загальної середньої освіти це частина культури соціального досвіду суспільства, яка використовується в навчальному процесі...
Зміст iconКунда Святе Письмо заперечує навчання свідків єгови зміст
Читаючи цю книжку, виявіть терпеливість, до якої закликають апостоли, І, відкидаючи різноманітні застереження, глибоко вникніть у...
Зміст icon8 Зміст основних розділів бізнес-плану Зміст та структура бізнес-плану...
Резюме фактично є стислою версією плану, своєрідним “повідомленням про наміри”. Хоч резюме наводиться на самому початку бізнес-плану,...
Зміст iconПлан лекції. Економічний, соціальний І правовий зміст зайнятості....
Необхідність І зміст регулювання зайнятості населення на державному, регіональному І виробничому рівнях
Зміст iconПродуктивність та оплата праці. Зміст
Зміст: Визначення рівня продуктивності праці. Обчислення показників ефективності зростання продуктивності праці
Зміст iconТема Зміст та система сучасного маркетингу Зміст теми
Соціально-економічна сутність маркетингу, еволюція змісту та форм маркетингу, характерні особливості сучасного маркетингу
Зміст iconВиробнича програма та її ресурсне обҐрунтування Зміст І порядок розроблення...
Виробнича програма є надзвичайно важливим розділом плану роботи підприємства І його виробничих підрозділів, оскільки вона виражає...
Зміст iconПам’ятка студенту при виконанні розділу дипломного проекту (роботи)
Зміст розділу повинен відповідати темі дипломного проекту (роботи). Для контролю такої відповідності рекомендується стисло (1-2 строки)...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Школьные материалы


База даних захищена авторським правом © 2015
звернутися до адміністрації
skaz.com.ua
Головна сторінка