Лабораторное занятие №2. Исследование типовых схем на полевых транзисторах. (Занятие 1.2.14).

Учебные вопросы:

1. Коллоквиум по теоретическому материалу занятия.

2. Исследование типовых схем на полевых 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 лекции 1.2.9 (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).

1. Описание лабораторной установки.

Электронная модель лабораторной установки выполнена с помощью программы Multisim14.

В состав лабораторной установки входят две модели:

Модель 1 повторителя напряжения на полевом транзисторе с подключенным осциллографом (рис 2.1);

 

Рисунок 2.1. - Модель 1

 

Модель 2 усилителя напряжения на полевом транзисторе с подключенным осциллографом (рис 2.2);

 

Рисунок 2.2. - Модель 2

3.Порядок выполнения лабораторной работы.

3.1 Измерение коэффициента передачи по напряжению ЭП в заданном штатном режиме с помощью модели 1.

Загрузить модель 1.

В генераторе входного сигнала установить исходные данные: амплитуда сигнала – 0,5 В; частота сигнала – 4 кГц; 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).

 

Рисунок 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.

 

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

Загрузить модель 1.

  Изменяя уровень входного сигнала от 0.1 до 1,5 В с шагом 0,1 В, с помощью модели 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.

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

Загрузить модель 1.

Изменяя последовательно величину резисторов R1, R2, R4 от номинального значения на+50%, +20% и -20%,-50% измерить величину Ku по методике п.3.1.Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы о исправности повторителя напряжения.

3.4. Исследование влияния отклонения величины резисторов коллектора и эмиттера ЭП от номинала, задающий режим работы ЭП на величину Ku.

Загрузить модель 1.

Изменяя последовательно величину резисторов R3, R5 от номинального значения на+50%, +20% и -20%,-50% измерить величину Ku по методике п.3.1.Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы о исправности повторителя напряжения.

 

3.5. Исследование влияния изменения величины нагрузки ЭП на величину Ku.

Загрузить модель 1.

Изменяя последовательно величину резистора нагрузки R4 в диапазоне от 1к Ом до 10 кОм с интервалом 1кОм; от 10 кОм до 1 МОм с интервалом 100 кОм; измерить величину Ku по методике п.3.1.

Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы.

 

3.6. Исследование влияния уровня входного сигнала усилителя напряжения на величину Ku - коэффициента усиления по напряжению.

Загрузить модель 2.

При заданной частоте 3000Гц, изменяя уровень входного сигнала от 0.1 до 1,5 В с интервалом 0,1 В, по методике п.3.1 определить значения коэффициента усиления по напряжению.Результаты измерений свести в таблицу. Построить график зависимости К u = f (Um). Сделать выводы.

 

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

Загрузить модель 2.

При заданном уровне входного сигнала Um =0.5В, изменяя частоту сигнала в интервале от 30 до 3000 Гц с интервалом 300 Гц и в диапазоне от 3кГц до 3МГц с интервалом 300кГц, по методике п.3.1 определить значения коэффициент усиления по напряжению.

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

 

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

Загрузить модель 2.

  Изменяя последовательно величину резисторов R1, R2 от номинального значения на +50%, +20% и -20%,-50% измерить величину Ku по методике п.3.1. Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы.

3.9. Исследование влияния изменения величины нагрузки усилителя на величину Ku.

Загрузить модель 2.

  Изменяя последовательно величину резистора нагрузки R3 в диапазоне от 10к Ом до 1000 кОм с интервалом 100кОм; от 1 МОм до 100 МОм с интервалом 10 МОм; измерить величину Ku по методике п.3.1.Результаты измерений свести в таблицу. Сделать выводы.

4. Содержание отчета.

1. Принципиальные схемы моделей повторителя напряжения и усилителя напряжения.

2. Результаты измерений, таблицы, графики по п. п. 3.1-3.9.

3. Выводы и оценка результатов измерений или исследований по п. п. 3.1-3.9.