Эксперимент 2. Исследование каскада с общим коллектором в режиме малого сигнала

а) Измерение амплитуд напряжений, фазовых сдвигов сигналов и вычисление коэффициента усиления каскада

Создать схему, изображенную на рис. 8.4. Установочные параметры приборов должны соответствовать изображению, представленному на рисунке.

Включить схему. Для установившегося режима (завершены пере- ходные процессы после включения схемы) в раздел «Содержание от- чета» записать результаты измерений амплитуд входного и выходного напряжений. Определить по фазочастотной характеристике (ФЧХ) раз- ности фаз входного и выходного синусоидальных сигналов усилителя, для чего необходимо использовать Боде-плоттер в режиме «Phase» – получение ФЧХ. Определить по амплитудно-частотной характери- стике (АЧХ) нижнюю граничную частоту усилителя. Для этого необхо- димо использовать Боде-плоттер в режиме «Magnitude» – получение АЧХ. По результатам измерений амплитуд входного и выходного сину- соидальных напряжений, вычислить коэффициент усиления каскада по напряжению. В разделе «Содержание отчета» привести принципиаль- ную  схему  исследуемого  каскада,  его  АЧХ,  ФЧХ и записать результат расчета коэффициента усиления.

б) Расчет тока эмиттера и параметров каскада

Используя значения параметров компонентов исследуемой схемы, приведенной на рис. 8.4, вычислить ток I_Э эмиттера (U_БЭО» 0,7 В). По его значению вычислить дифференциальное сопротивление r_Э эмит- терного перехода. Используя найденное значение, вычислить коэффи- циент усиления каскада по напряжению. Расчетные соотношения и полученные результаты записать в раздел «Содержание отчета».

в) Определение коэффициента усиления при подключении дополнительного резистора на вход каскада

Подключить резистор R_D между точкой U_IN и конденсатором С ₁, разомкнув ключ S ₁, который управляется клавишей [ Space ] клавиатуры компьютера. Включить схему. Измерить амплитуды входного   u_ВХ и выходного u_ВЫХ напряжения. Вычислить новое значение коэффици- ента усиления по напряжению по результатам измерений. Результаты измерений и расчета записать в раздел «Содержание отчета».

г) Определение входного сопротивления каскада по переменному току

Переместить щуп канала «А» осциллографа в узел U_b. Снова вклю- чить схему и измерить амплитуду u_Б входного синусоидального напря- жения в точке   U_b. По результатам измерения напряжения u_Б и u_ВЫХ вычислить коэффициент усиления по напряжению усилитель- ного каскада. По результатам измерения амплитуд напряжения u_ВХ и u_Б вычислить входной ток i_ВХ. По значениям u_ВХ и i_ВХ вычислить входное сопротивление r_ВХ усилителя по переменному току.

Рисунок 8.4 – Схема исследования каскада с общим коллектором

в режиме малого сигнала

 

Результаты измерений и использованные расчетные соотношения записать в раздел «Содержание отчета».

д) Расчет входного сопротивления каскада по переменному току

По значению коэффициента передачи тока b, полученному в раз- деле «Эксперимент 1» лабораторной работы № 6, величине дифферен- циального сопротивления r_Э эмиттерного перехода и R_Э вычислить входное сопротивление транзистора r_iЭ. Вычислить значение входного сопротивления усилительного каскада r_ВХ.Э, используя значения сопро- тивлений R ₁, R ₂ и r_iЭ. Расчетные формулы и полученные результаты за- писать в раздел «Содержание отчета».

е) Определение коэффициента усиления каскада при увеличении и уменьшении сопротивления нагрузки

Закоротить резистор R_D, установленный между узлом U_IN и конден- сатором С ₁, замкнув ключ S ₁, управляемый клавишей [ Space ]. Переме- стить щуп канала «А» осциллографа в узел U_IN. Установить номинал резистора R_L, являющегося нагрузкой  каскада,  равным 200 кОм. Затем включить схему и записать результаты измерения вход- ного и выходного напряжения в раздел «Содержание отчета». Выход- ное напряжение приблизительно равно напряжению холостого хода, так как резистор R_L имеющий сопротивление 200 кОм, в данном слу- чае, можно считать разрывом цепи.

Уменьшить  номинал резистора R _L до сопротивления 200 Ом и снова включить схему. Измерить амплитуды входного и выходного напряжения. Результаты нового измерения записать в раздел «Содер- жание отчета».

Используя результаты измерений, вычислить коэффициент усиле- ния каскада для случая двух различных нагрузок R_L. Расчетные фор- мулы и полученные результаты расчетов записать в раздел «Содержа- ние отчета».

ж) Расчет выходного сопротивления каскада

Вычислить выходное сопротивление каскада по результатам изме- рений, выполненных в пункте е). Записать в раздел «Содержание от- чета» использованные формулы и результаты.

з) Измерение постоянных составляющих напряжения каскада

Установить номинал резистора R_L равным 1 кОм. Переставить щуп канала «В» осциллографа в узел U_е и включить схему. Измерить посто- янные составляющие в узлах U_b, U_e и записать результат измерения в раздел «Содержание отчета».

и) Расчет постоянных составляющих напряжения и тока каскада

Вычислить постоянные составляющие напряжения в точках U_b, U_e и ток эмиттера I_Э, используя значения параметров компонентов схемы (U_БЭО» 0.7 В). Использованные расчетные соотношения и результаты вычислений записать в раздел «Содержание отчета»

 

 

Содержание отчета