Исследуемый усилитель смонтирован в лабораторном макете (рис. 10). Включение элементов схемы осуществляется перемычками. Цепи коррекции усилителя рассчитаны для ёмкости разделительного конденсатора Ср1 и ёмкости нагрузки Сн1. При замыкании гнёзд 3-4 параллельно конденсатору Сф включается конденсатор большой ёмкости, и цепочка Сф-Rф перестаёт корректировать АЧХ в области нижних частот.
Напряжение питания подаётся на усилитель с источника питания ИПС-1 («Марс») и контролируется по вольтметру источника. В лабораторной работе используется генератор сигналов Г3-112 и двухканальный осциллограф АСК-1022. Для измерения выходного напряжения при снятии АЧХ можно также использовать вольтметр В3-38А.
Рис. 10. Схема лабораторного макета для исследования усилителя на биполярном транзисторе
Параметры макета:
R1 = 27 кОм С3 = Сф = 60 нф
R2 = 4 кОм С4 = Ср2 = 1 мкф
R3 = Rф = 2,2 кОм С5 = Ср1 = 0,01 мкф
R4 = Rк = 1,1 кОм С6 = Сэ2 = 5 нф
R5 = Rэ1 = 510 Ом С7 = Сэ1 = 500 мкф
R6 = Rэ2 = 33 Ом С8 = Сн1 = 750 пф
R7 = Rн = 2 кОм С9 = Сн2 = 0,01 мкф
Задание и порядок выполнения работы
1. Зарисовать схемы измерения амплитудных и амплитудно-частотных характеристик усилителя.
Схемы измерения составить в соответствии с п. 3 и 4 задания на основе принципиальной схемы макета (рис. 10). На схемах указать измерительные приборы и место их включения.
2. Собрать схему усилителя.
Подключить схему усилителя к источнику питания (гнёзда - Ек – 2’). Ко входу усилителя (гнёзда 1-2) подключить генератор сигнала Г3-112. Замкнуть гнёзда 3-4 и 7-10. Осциллограф АСК-1022 подключить ко входу усилителя (канал А) и к выходу усилителя (канал В). После проверки схемы преподавателем подать напряжение Ек =-15 В.
3. Измерить амплитудные характеристики усилителя.
Измерения производить на частоте 1 кГц. Плавно увеличивая входное напряжение, определить максимальный размах выходного и входного напряжений (2 Um вых макс и 2 Um вх макс соответственно), соответствующие появлению двустороннего ограничения выходного сигнала. Исходя из значения 2 Um вх макс, определить такой шаг изменения входного напряжения, при котором амплитудная характеристика будет строиться минимум по 8 точкам. Изменяя 2 Um вх от 2 Um вх макс до нуля с выбранным шагом, измерять соответствующие 2 Um вых. При измерениях обращать внимание на то, как снижаются нелинейные искажения выходного сигнала при уменьшении входного сигнала.
Измерения выполнить без цепей коррекции для трёх случаев:
а) отключена нагрузка Rн. Осциллограф для измерения выходного напряжения подключается к гнёздам 5-14;
б) включена нагрузка Rн. Замкнуть гнёзда 5-11. Осциллограф подключить к гнёздам 12-14;
в) включена нагрузка Rн, введена отрицательная обратная связь по переменному току. Разомкнуть гнёзда 7-10, замкнуть гнёзда 8-10.
Измеренные характеристики построить в одной системе координат. На каждой характеристике выделить линейный участок.
4. Измерить амплитудно-частотные характеристики усилителя.
Амплитуду входного напряжения выбрать на линейном участке амплитудной характеристики, измеренной в п.3, б (не более 40 мВ), и поддерживать постоянной. Частоту сигнала на входе усилителя изменять от 20 Гц до 200 кГц. При построении АЧХ использовать логарифмический масштаб по оси частот; измерения проводить на частотах, кратных 2, 4, 10 (20, 40, 100, 200, 400 Гц; 1 кГц, 2кГц и т. д.). Для измерения выходного напряжения по указанию преподавателя можно использовать осциллограф АСК-1022 (канал В) или вольтметр В3-38А.
Измерения выполнить при одном и том же входном напряжении для шести случаев:
а) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1, коррекция отключена. Замкнуть гнёзда 3-4, 7-10, 6-11. Осциллограф (вольтметр) подключить к гнёздам 12-14.
б) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср2 > Ср1, ёмкость нагрузки Сн1, коррекция отключена. Разомкнуть гнёзда 6-11, замкнуть гнёзда 5-11.
в) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср2, ёмкость нагрузки Сн1 + Сн2, коррекция отключена. Замкнуть гнёзда 13-15.
г) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1, введена НЧ-коррекция. Разомкнуть гнёзда 5-11, 15-13, 3-4. Замкнуть гнёзда 6-11.
д) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1, введена ООС, НЧ-коррекция отключена. Разомкнуть гнёзда 7-10. Замкнуть гнёзда 3-4, 8-10.
е) включена ёмкость разделительного конденсатора Ср1, ёмкость нагрузки Сн1, введена ВЧ-коррекция. Замкнуть гнёзда 7-9.
