Лабораторное занятие №1. Исследование типовых схем на биполярных транзисторах. (Занятие 1.2.10) .

Учебные вопросы:

1. Коллоквиум по теоретическому материалу занятия.

2. Исследование типовых схем на биполярных транзисторах.

3. Защита отчета по лабораторной работе.

1. Подготовка к выполнению лабораторной работы:

· изучить теоретический материал темы 1.2 «Цепи с активными элементами» по учебным пособиям [1], [3] и лекциям 1.2.1, 1.2.2, 1.2.4 (подготовиться к коллоквиуму);

· изучить порядок работы в среде моделирования Multisim10 по учебному пособию [2];

· изучить состав лабораторной установки и методику проведения исследований моделей лабораторных установок (повторителя напряжения и усилителя).

2  Описание лабораторной установки.

 Электронная модель лабораторной установки выполнена с помощью программы Multisim14.

В состав лабораторной установки входят пять моделей:

Модель 1.1 эмиттерного повторителя напряжения на биполярном транзисторе с подключенным осциллографом (рис 1.1);

 

 

Рисунок 1.1. - Модель 1.1

Модель 1.2 эмиттерного повторителя напряжения на биполярном транзисторе с подключенным ваттметром (рис 1.2);

 

Рисунок 1.2. -Модель 1.2

 

Модель 2.1 эмиттерного повторителя напряжения на составном (схема Дарлингтона) биполярном транзисторе с подключенным осциллографом (рис 1.3);

Рисунок 1.3. - Модель 2.1

 

Модель 2.2 эмиттерного повторителя напряжения на составном (схема Дарлингтона) биполярном транзисторе с подключенным ваттметром (рис 1.4);

 

Рисунок 1.4. - Модель 2.2

 

Модель 3 усилителя напряжения на биполярном транзисторе с подключенным осциллографом (рис 1.5);

 

Рисунок 1.5. - Модель 3

3.Порядок выполнения лабораторной работы.

3.1Измерение коэффициента передачи по напряжению ЭП в заданном штатном режиме с помощью модели 1.1.

Загрузить модель 1.1.

В генераторе входного сигнала установить исходные данные:

амплитуда сигнала – 0,1 В; частота сигнала – 60 Гц; фаза сигнала – 0.

Запустить процесс моделирования. Развернуть осциллограф. С помощью регулировок аттенюатора входных каналов и регулировки длительности развертки установить удобный для наблюдения и измерения сигналы в канал осциллографа (рис.3.1).

 

 

Рисунок 3.1.

 

Остановить процесс моделирования. «Набросив метки» на максимумы сигналов определить по цифровым значениям амплитуды входного и выходного сигнала, записать их (рис.3.2).

По выражению 3.1 определить значение коэффициента передачи по напряжению в двух размерностях.

Коэффициентом передачи по напряжению называется отноше­ние напряжения сигнала на выходе ЭП U _ВЫХ к напряже­нию на входе U_BX:

К= U _вых / U _вх       K [дБ]= 201 gK.                  (3.1)

Результаты расчета записать в отчет.

 

 

Рисунок 3.2.

 

3.2.Измерение коэффициента передачи по напряжению ЭП в заданном штатном режиме с помощью модели 2.1.

Загрузить модель 2.1.

В генераторе входного сигнала установить исходные данные:

амплитуда сигнала – 0,1 В; частота сигнала – 60 Гц; фаза сигнала – 0.

Запустить процесс моделирования. Развернуть осциллограф. С помощью регулировок аттенюатора входных каналов и регулировки длительности развертки установить удобный для наблюдения и измерения сигналы в канал осциллографа.

Остановить процесс моделирования. «Набросив метки» на максимумы сигналов определить по цифровым значениям амплитуды входного и выходного сигнала, записать их (рис.3.3). По выражению 3.1 определить значение коэффициента передачи по напряжению в двух размерностях. Результаты расчета записать в отчет.

По результатам п. п. 3.1 и 3.2 сделать выводы, записать их в отчет.

 

3.3 Измерение выходной мощности ЭП в заданном штатном режиме с помощью модели 1.2.

Загрузить модель 1.2.

В генераторе входного сигнала установить исходные данные:

амплитуда сигнала – 0,1 В; частота сигнала – 60 Гц; фаза сигнала – 0.

Запустить процесс моделирования. Развернуть ваттметр. Снять показания ваттметра, записать их в отчет /

 

3.4 Измерение выходной мощности ЭП в заданном штатном режиме с помощью модели 2.2.

Загрузить модель 2.2.

В генераторе входного сигнала установить исходные данные:

амплитуда сигнала – 0,1 В; частота сигнала – 60 Гц; фаза сигнала – 0.

Запустить процесс моделирования. Развернуть ваттметр. Снять показания ваттметра, записать их в отчет.

 

3.5. Исследование влияния уровня входного сигнала ЭП на величину Ku - коэффициент передачи по напряжению.

Загрузить модель 1.1.

Изменяя уровень входного сигнала от 0.1 до 2 В с шагом 0,2 В, с помощью модели 1.1 по методике п.3.1 определить значения коэффициент передачи по напряжению.

Результаты измерений свести в таблицу. Построить график зависимости К u = f (Um). Сделать выводы.

3.6. Исследование влияния отклонения величины входных резисторов ЭП от номинала, задающий режим работы ЭП на величину Ku.

Загрузить модель 2.1.

Изменяя последовательно величину резисторов R1, R2, R3 от номинального значения на +20% и -20% измерить величину Ku по методике п.3.1.

Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы.

 

3.7. Исследование влияния изменения диапазона нагрузки ЭП на величину выходной мощности ЭП.

Загрузить модель 2.2.

Изменяя последовательно величину резистора нагрузки R4 в диапазоне

от 500 Ом до 10 кОм с интервалом 500 Ом;

от 10 кОм до 1 МОм с интервалом 100 кОм;

измерить величину выходной мощности по методике п.3.3.

Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы.

 

3.8. Исследование влияния уровня входного сигнала усилителя напряжения на величину Ku - коэффициент усиления по напряжению.

Загрузить модель 3.

При заданной частоте 300Гц, изменяя уровень входного сигнала от 0.2 до 2 В с интервалом 0,2 В, с помощью модели 3 по методике п.3.1 определить значения коэффициент усиления по напряжению.

Результаты измерений свести в таблицу. Построить график зависимости К u = f (Um). Сделать выводы.

 

3.9. Исследование влияния частоты входного сигнала усилителя напряжения на величину Ku - коэффициент усиления по напряжению.

Загрузить модель 3.

  При заданном уровне входного сигнала Um =0.5В, изменяя частоту сигнала в интервале от 30 до 3000 Гц с интервалом 100 Гц и в диапазоне от 3кГц до 3МГц с интервалом 100кГц, с помощью модели 3 по методике п.2.1 определить значения коэффициент усиления по напряжению.

Результаты измерений свести в таблицу. Построить график зависимости К u = f (f). Сделать выводы.

 

3.10. Исследование влияния отклонения величины резисторов усилителя напряжения от номинального значения П на величину Ku усилителя.

Загрузить модель 3.

Изменяя последовательно величину резисторов R1, R2, R3 от номинального значения на +20% и -20% измерить величину Ku по методике п.3.1.

Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы.

4. Содержание отчета.

1. Принципиальные схемы моделей эмиттерного повторителя и усилителя напряжения.

2. Результаты измерений, таблицы, графики по п. п. 3.1-3.10.

3. Выводы и оценка результатов измерений или исследований по п. п. 3.1-3.10.