Опис досліджуваної мікросхеми К118УД1Б

Схема ДП з ГСС на базі мікросхеми К122УД1Б (рис.2) складається з диференційного каскаду на транзисторах VT1 і VT4 з колекторними навантаженнями R1, R5; генератора стабільного струму ГСС на транзисторі VT2; кола зміщення з резисторами R3, R4, R6 і транзистора VT3 у діодному включенні. Коло зміщення призначене для задання режиму роботи ГСС і температурної стабілізації цього режиму.

Номінальна напруга живлення ІМС К122УД1Б U_ДЖ – мінус 6,3В та +6,3В.

Вхідний струм І_вх = 10...20 мкА; R_ВХ = 3..6кОм; R_ВИХ =3...7кОм; R_Е = 50кОм;

Коефіцієнт передачі за струмом h_21Е = 600; h_11Е h_21Е = 300; r_Е = 5кОм.

Коефіцієнт підсилення ДП прямо пропорційний струму ГСС, який у свою чергу залежить від струму у колі зміщення. Струм зміщення залежить від способу підключення виводів 8 і 11 кола зміщення.

Оптимальним режимом роботи ІМС є режим при заземленому виводі 11, тоді через коло зміщення протікає струм:

І_зм = (U_ДЖ – U_{БЕ VT 3}) / (R3 + R4); U_{БЕ VT3} = 0,7В.

Враховуючи приблизну рівність R2 і R4, можна вважати, що І_зм ≈ І₀.

Для збільшення коефіцієнту підсилення схеми можна збільшити струм ГСС І₀ шляхом паралельного з'єднання опорів ІМС R3 і R6 (замкнути між собою виводи 8 і 12, вивід 11 заземлити).

Тоді струм зміщення становить:

І_зм = (U_ДЖ – U_{БЕ VT 3})/ [(R4 + R3 R6) / (R3 + R6)].

 

5 Послідовність виконання роботи:

 

5.1 Підготовка до роботи

5.1.1 Вивчити схему диференційного підсилювача К118УД1Б (рис.2). Вказати призначення елементів.

5.1.2 Визначити струм зміщення з вільними (непід'єднаними) виводами 8 і 11.

5.1.3 Визначити струм зміщення в оптимальному режимі – з заземленими виводами 8 і 11.

5.1.4 Визначити струм зміщення в максимальному режимі – з замкненими виводами 8 і 12, вивід 11 при цьому заземлений.

5.2 Виконання роботи за допомогою комп'ютерного моделювання дії мікросхеми К118УД1Б (рис.1)

5.2.1 Накреслити схему вмикання для симетричних входу і виходу ДП.

5.2.1.1 Подати на входи IN1, IN2 комп'ютерної моделі К118УД симетричний синфазний вхідний сигнал U_ВХ = 50 мВ, f =1000 Гц. Для забезпечення синфазних вхідних сигналів у вхідному колі транзистора VT2 перемикач „Х” поставити у ліве положення – підключаються джерела сигналу з однаковою фазою. Перемикач „Z” знаходиться при цьому в нижньому положенні. Замалювати часові діаграми роботи ДП.

5.2.1.2 Подати на входи IN1, IN2 ІМС симетричний протифазний вхідний сигнал. Для цього перемикач „Х” поставити у праве положення для включення у вхідне коло транзистора VT2 (IN2) джерела сигналу U_ВХ2 =50 мВ, f = 1000 Гц, з зсувом за фазою на 180°. Перемикач „Z” залишити в нижньому положенні. Прослідити, як на симетричному виході зміниться вихідна напруга при дії вхідного протифазного сигналу. Замалювати часові діаграми, визначити U_ВИХ та К_UД.

5.2.2 Накреслити схему вмикання для несиметричного входу і та симетричного виходу ДП. Для забезпечення несиметричного входу на схемі поставити перемикач „Z” у верхнє положення, заземливши таким чином транзистор VT2. Тобто отримаємо ДП по входу IN1, вхід IN2 заземлений.

5.2.2.1 Виводи 8 і 11 мікросхеми залишити вільними ((непід'єднаними), для чого перемикач „В” поставити також у вільне положення. Перемикач „N” повинен стояти в правому положенні, перемикач „М” – в нижньому. Подати вхідний сигнал U_ВХ = 50 мВ,f =1000 Гц на вхід IN1, замалювати часові діаграми, визначити U_ВИХ та К_UД.

5.2.2.2 Установити дільником оптимальний режим, тобто заземляємо виводи 8 і 11 ІМС. Для чого перемикач „В” перевести у верхнє положення, перемикач „М” – у верхнє положення. Прослідити зміну підсилення, замалювати часові діаграми, визначити U_ВИХ та К_UД.

5.2.2.3 Дослідити максимальний режим роботи ІМС К118УД1Б. Для цього замкнути виводи 8 і 12, залишаючи вивід 11 заземленим, тобто перемикач „N” поставити у ліве положення. Прослідити зміну підсилення, замалювати часові діаграми, визначити U_ВИХ та К_UД.

Дані занести у таблицю 1.

 

Таблиця 1

	Схема з симетричним входом і виходом	Схема з несиметричним входом і симетричним виходом
Синфазний сигнал	Протифазний сигнал	Відключений дільник	Оптимальний дільник	Максимальний режим
UВХ, мВ
UВИХ, мВ
КUД

 

6 Зміст звіту:

 

6.1 Найменування та мета роботи.

6.2 Перелік приладів.

6.3 Схема дослідження.

6.4 Вимірювання та розрахунок основних параметрів диференційного підсилювача.

6.5 Результати вимірювань і розрахунків.

6.6 Часові діаграми роботи ДП (на міліметровому папері).

6.7 Висновки.

6.8 Відповіді на контрольні питання.

 

7 Контрольні питання:

7.1 Де застосовуються підсилювачі постійного струму (ППС)?

7.2 Що є основним недоліком ППС?

7.3 Чому не можна підсилювати повільно змінний сигнал за допомогою підсилювачів змінного струму?

7.4 Які каскади з безпосереднім зв'язком зменшують дрейф?

7.5 Яку смугу частот підсилюють підсилювачі постійного струму?

7.6 Якого виду міжкаскадний зв'язок використовується в ППС?

 

8 Література:

 

8.1 В.І. Бойко, А.М. Гуржій, В.Я. Жуйков та ін, «Схемотехніка електронних систем: У 3 кн. Кн.1. Аналогова схемотехніка та імпульсні пристрої: Підручник – К.: Вища шк., 2004. – 366 с.

8.2 Ю.П. Колонтаєвський, А.Г. Сосков, “Промислова електроніка та мікросхемотехніка: теорія і практикум.».- К.: «Каравела», 2003. – 368 с.

8.3 В.И. Лачин, Н.С. Савелов, „Электроника: Учеб.пособие. 4-е изд. – Ростов н/Д: изд-во «Феникс», 2004. – 576 с.

8.4 Мілих В.І., Шавьолкін О.о. Електротехніка, електроніка та мікропроцесорна техніка: Підручник. За ред. В.І. Мілих. – К.: Каравела, 2007. – 688 с.

 

 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 7