Порядок выполнения работы

1. Соберите схему усилителя (рис.4.8). В данной части работы резисторы R _оос и R _пос не подключаются. Вольтметры V1 и V2 - вольтметры переменного тока, Г- измерительный генератор Г3-111, N- осциллограф. В качестве V1 используйте вольтметр В3-38 или В3-55, в качестве V2 используйте В3-38 , В3-55 или В7-26 в режиме измерения переменного напряжения. В качестве резистора R _н используйте резистор R5 на сменной плате. Его подключение осуществляется соединением контакта П3 с общей шиной.

Ошибка! Ошибка связи.

Рис.4.8. Схема включения усилителя при проведении измерений:

1- генератор сигналов; 2- вольтметр; 3- осциллограф

2. Снимите амплитудную характеристику усилителя (АХ). Измерение АХ проводится по схеме рис. 4.8 при частоте входного сигнала 100 Гц. Сначала определите верхнюю границу динамического диапазона U_{ах max} (см.п. 4.2). В данной работе за верхнюю границу динамического диапазона принимается уровень входного сигнала, при котором появляются искажения типа “отсечка”. Подключите осциллограф к выходу усилителя, органами управления генератора увеличивайте входной сигнал до тех пор, пока не появится отсечка выходного сигнала. Запишите соответствующее этому моменту значение входного напряжения U_{вх max} (по вольтметру V1). Далее

26

снимайте АХ по точкам, изменяя U_вх , и записывая U_вх и U_вых  (по вольтметру V2). Результаты записывайте в таблицу. Измерения проводите от U_вх = 0 до U_вх на 20¸25 % большего , чем U_{вх max} . Шаг измерения следует выбрать таким образом, чтобы на измеряемом диапазоне получилось не менее 25 точек. При снятии АХ зарисуйте осциллограммы сигнала на выходе усилителя. Вход усилителя должен быть открытым. Осциллограммы снимайте

в двух точках: при выходном напряжении около 1В и в конечной точке при снятии АХ. На основании выражений (4.5) и (4.6) определите динамический диапазон.

3. Снимите амплитудно-частотную характеристику (АЧХ). Её снятие проводится по схеме, представленной на рис.4.8. При измерении АЧХ удобнее измерять не непосредственно K_u , а выходное напряжение при постоянном входном напряжении. Измерения проводятся при входном напряжении, соответствующем середине динамического диапазона, т. е. при U_вх , приблизительно равном U_{вх max} / 2. При изменении частоты генератора

установленный уровень входного напряжения может меняться, и поэтому его

необходимо контролировать и поддерживать постоянным органами управления генератора. Для ускорения снятия АЧХ измерения проводятся в окрестности f _СВ , поскольку, как видно из рис.4.3., на участке до f _св K_u практически не зависит от частоты. Сначала определяют указанную частоту. Для этого устанавливается частота входного сигнала, соответствующая среднечастотному участку АЧХ , приблизительно ~ 1 кГц. Соответствующий 

уровень выходного сигнала записывается. Далее, частота входного сигнала увеличивается до тех пор, пока выходное напряжение не уменьшится в 1,41 раза. Соответствующая частота и будет f _св . АЧХ снимается по точкам на участках в окрестности частоты f _св приблизительно от f _св / 5 до f _св ´ 6. На участке измерения должно быть не менее 25 точек. Результаты занесите в таблицу.

4. Измерьте модуль входного сопротивлени усилителя. Измерение проводите в точке А рис. 4.9. К усилителю, входное сопротивление которого необходимо измерить, подключается известное добавочное сопротивление R _доб . На вход усилителя через R _доб подается входной сигнал частотой 1 кГц и уровнем, соответствующим приблизительно середине динамического диапазона. Входное сопротивление определяют, измерив напряжение на добавочном сопротивлении U_доб . При этом I _вх = U _доб / R _доб  и

Z _вх = U_вх / I _вх = U_вх  ´ R _доб / U _доб ,                                (4.8)

При измерении U _доб  для уменьшения наводок из цепи усилителя измеряют не непосредственно U _доб , а напряжения U _вх и U _г (рис.4.9).

При этом U _доб =U _г - U _вх , и, таким образом,

27

                    Z _вх = U_вх / I _вх = U_вх  ´ R _доб / (U _г -U _вх) ,               ( 4.9)

В качестве R _доб  = 1 кОм использовать резистор R1 на сменной плате.

         Ошибка! Ошибка связи.

Рис. 4.9. Схема измерения входного сопротивления

5. Измерьте модуль выходного сопротивлени усилителя. В данной работе выходное сопротивление определяется по реакции усилителя на подключение нагрузочного сопротивления (рис.4.10).

                      Ошибка! Ошибка связи.

Рис.4.10.  Схема измерения выходного сопротивления

Для этого измерьте напряжение на выходе усилителя при отключенном

нагрузочном сопротивлении U _{вых 1} и при подключенном сопротивлении нагрузки U _{вых 2}. Из рис.4.10 U _{вых 1} - U _{вых 2} = I _н ´ Z _вых,   I_н = U_{вых 2} / R _н и окончательно получаем

Z _вых = (U _{вых 1} - U _{вых 2}) ´ R _н / U _{вых 2} ,                (4.10)

Выходное сопротивление измерять при частоте входного сигнала 100 Гц. При подключении нагрузочного сопротивления необходимо следить  за входным напряжением усилителя. При изменении входного напряжения его

28

необходимо восстанавливать до прежнего уровня органами управления генератора сигналов.

6. Исследуйте работу усилителя с отрицательной обратной связью. Для этого подключите цепь ООС (R _оос = 10 кОм, рис. 4.8). Резистор R _пос не подключайте. В качестве R _оос используйте переменный резистор на стенде. Снимите АХ и АЧХ. Измерьте модуль входного сопротивления усилителя. Входное сопротивление измеряйте в точке А рис.4.8. Измерьте модуль выходного сопротивления усилителя. Методики измерения параметров и используемые приборы описаны выше.

7. Исследуйте работу усилителя с положительной обратной связью. Для этого подключите цепь ПОС (резистор R _пос , рис. 4.8). Величину данного резистора установить по указанию преподавателя. R _оос не подключайте. Далее выполните измерения согласно п. 4.4.6.

Содержание отчета о работе

 Отчет должен содержать результаты исследований параметров и характеристик усилителя без обратной связи (ОС) и в случае его охвата цепью ОС.

1. Схема включения усилителя и измерительных приборов.

2. Амплитудные характеристики усилителя (АХ) и его динамические диапазоны.

3. Амплитудно-частотные характеристики (АЧХ).

4. Измеренные значения модулей входного и выходного сопротивлений.

5. По результатам работы сделать выводы о влиянии положительной и отрицательной обратных связей на коэффициент усиления, полосу пропуска- ния, входное и выходное сопротивление усилителя.

4.6. Библиографический список

1. Войшвилло Г. В. Усилительные устройства - М.: Радио и связь, 1983.-264 с.

2. Остапенко Г. С. Усилительные устройства - М.: Радио и связь, 1989. -400 с.

3. Королев Г. В. Электронные устройства автоматики -М.: Высшая школа, 1983. - 255 с.

29