III Настроить начальное положение рабочей точки усилителя Без обратной связи.

Обычно настройка усилителя производиться без подачи на вход переменного сигнала. Поэтому выключатель на входе схемы должен быть разомкнут. Биполярный транзистор усиливает электрические сигналы только в том случае, когда его эмиттерный переход включен в прямом (проводящем) направлении, а коллекторный в обратном (непроводящем).В этом случае напряжение между базой и эмиттером должно составлять 0,6 - 0,74 В, а напряжение на коллекторе может быть найдено в первом приближении по формуле

(1)

Поэтому необходимо изменять положение подстроечного резистора RV1 так чтобы на коллекторе было напряжение, вычисленное по формуле (1). После этого необходимо проверить величину напряжения между базой и эмиттером.

 

IV Исследовать амплитудную характеристику усилителя.

Амплитудная характеристика усилителя представляет зависимость амплитуды выходного напряжения от амплитуды входного напряжения при постоянной частоте (обычно 1000Гц):

Для изменения напряжения и частоты генератора необходимо навести курсор на значок и правой клавишей мыши открыть контекстное меню, в котором выбрать пункт «Edit Properties» (Ctrl+E). При этом появляется окно, показанное на рисунке 6

Рисунок 6

В позиции «Amplitude» установить величину напряжения входного сигнала. Если записать одни цифры, то единицы измерения – вольты. Для того что бы установить величину в милливольтах после значения ставят букву – m, а для установки величины в микровольтах ставят букву – u. Так, например, на рисунке 6 установлено амплитудное значение входного напряжения 5 микровольт.

Для установки необходимой частоты необходимо задать соответствующее значение в позиции «Frequency(Hz)». Так, например, на рисунке 6 установлена частота 1000 герц. Если необходимо задать частоту в килогерцах то после числового значения ставится буква – k (на английской раскладке).

Для вычисления коэффициента усиления по напряжению используют формулу:

(2)

Но поскольку входное напряжение задаётся по амплитуде, а напряжение на выходе измеряется с помощью вольтметра, который показывает действующее (среднеквадратическое) значение, то в формуле для расчёта коэффициента усиления необходимо учитывать добавочный коэффициент – 1,41, в этом случае формула будет иметь вид:

(3)

Начальное значение входного напряжения U_вх =0 вольт. В этом случае напряжение на выходе U_вых определяет собственные шумы усилителя U_вых = U_щума. Это значение выходного напряжения получают при разомкнутом входе, как показано на рисунке 7.

Рисунок 7

 

Записать значения Uшума.

Результаты моделирования записать в таблицу 1. Первое значение U_вх =0 соответствует разомкнутому положению ключа на входе. Остальные значения должны возрастать по правилу: 1 мкВ, 2 мкВ, 5 мкВ, 10 мкВ, 20 мкВ, 50 мкВ, 100 мкВ, 200 мкВ и т.д. Рассчитать Ku для каждого значения по формуле 3 (кроме первого). Опыт необходимо прекратить в том случае когда величина Ku станет в два раза меньше тех значений, которые имели место в середине характеристики.

 

Таблица 1

UВХ, мВ f=1000

UВЫХ, мВ

KU

 

 

V Исследовать амплитудно-частотную характеристику усилителя.

Амплитудно-частотная характеристика усилителя представляет зависимость коэффициента усиления по напряжению от частоты входного сигнала. Характеристика снимается при постоянном значении входного напряжения, которое должно соответствовать середине линейного участка амплитудной характеристики:

 

 

Для обычных усилителей низкой частоты (НЧ) начальное значение частоты от 10 Гц.

Частоту увеличивать до тех пор, пока станет примерно в два раза меньше чем на частоте 1 кГц. Результаты записать в таблицу 2.

 

Таблица 2

Частота, Гц

1к

2к

5к

10к

20к

50к

100к

200к

500к

1М

2М

UВЫХ, мВ

KU

 

 

VI Настроить рабочую точку с обратной связью на резисторе R4.

Включить выключатель над резистором R4 и разомкнуть выключатель шунтирующий конденсатор C2, в этом случае резистор R4 обеспечивает отрицательную обратную связь по постоянному току, а конденсатор C2 шунтирует его по переменной составляющей.

Дальнейшую настройку выполнить в соответствии с пунктом III.