Вход на сайт Навигация по сайту Любить и уважать Бонус-счастливчики
|
Содержимое файла "LABA AEP 1.doc" (без форматирования) Міністерство освіти і науки України ОДЕСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ПОЛІТЕХНІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ Інститут Радіоелектроніки та телекомунікацій Кафедра Радіотехнічних пристроїв Лабораторна робота 1 з дисципліни Аналогові електронні пристрої RC-каскад Виконав: студент гр.РТ-061 Перевірили: доц. Старцев В.І. ств. Куценко О.П. Одеса 2008 Мета роботи: закріпити знання, отримані при вивченні предмету “Аналогові електронні пристрої”, а також раніше вивчених дисциплін – “Фізичні основи мікроелектроніки” та “Основи теорії ланцюгів”. Опис лабораторної установки На рис. 1.1.1 представлена принципова схема лабораторної уста новки. Стенд вміщує RC - каскад на n-p-n транзисторі (VT1), вимкненому по схемі зі спільним емітером. Схема живиться від джерела Eп=12В. На передній панелі є перемикачі П1,…П6,за допомогою яких здійснюється пе ремикання в схемі, також і гнізда Х1, Х2 для підключення вимірювальних приладів Рис. 1.1.1 – Принципова схема лабораторної уста Новки 1.2 Попереднє розрахункове завдання 1). Дані для розрахунку (варіант №7): Тип транзистора – КТ 310Г m=2 Rк=R6=7.5 кОм Ср1=10 мкФ Rэ=R7=1.5 кОм Ср2=C4=1.5 мкФ Rн=R8=9 кОм Сн=C5=150 пФ Rб1=R4=39 кОм Сэ=C2=5 мкФ Rб2=R5=5,6кОм Еп=12 В 2). Визначення Rвх Rвх розрахуємо за формулою (1.1) де uation.3 HYPER14HYPER15 (1.2) Знайдемо струм емітера. Для цього знайдемо напругу на емітері (1.3) де - напруга на базі . Тоді Струм емітера визначається за формулою 1.4 (1.4) Підставимо значення в 1.4 та отримаємо Розрахуємо Rбе. Значення беремо з довідника . В розрахунках обираємо В=200. Тоді, підставивши значення в 1.2, отримаємо З умови, що , маємо (1.4) Тоді Знаючи значення Rбе, Rб1 та Rб2 знайдемо вхідний опір або 3). Визначення Rвих Rвих визначимо за формулою (1.6) Підставимо значення і отримаємо Equation.3 HYPER14HYPER15 4). Розрахунок коефіцієнтів підсилення Коефіцієнт підсилення за напругою визначимо за формулою (1.7) Знайдемо S (1.8) Підставимо значення в 1.8 Rн* визначається (1.9) Підставляємо значення в 1.9 та отримуємо Тоді Ки знайдеться Коефіцієнт підсилення за струмом визначимо (1.10) Підставимо значення в 1.10 Коефіцієнт підсилення за потужністю визначимо як добуток (1.11) тобто 5). Розрахунок максимальної вхідної напруги при відомій величині нелінійних спотворень Величина нелінійних спотворень n=1 % і дорівнює (1.12) Перетворивши вираз 1.12, отримаємо (1.13) тоді 6). Розрахунок АЧХ Знайдемо верхню граничну частоту (1.14) де quation.3 HYPER14HYPER15 (1.15) тоді Знаючи , знайдемо Знайдемо нижню граничну частоту. Для вихідного RC-кола нижня гранична частота знайдеться (1.16) де (1.17) Тоді Отже uation.3 HYPER14HYPER15 Знайдемо нижню граничну частоту для вихідного RC-кола (1.18) де (1.19) Тоді Отже Побудуємо графік АЧХ в логарифмічному масштабі. Для цього розрахуємо коефіцієнт передачі (1.20) 1). HYPER15 2). 3). 4). Робота в лабораторії 1.3.1 Моделювання Побудуємо графік АЧХ за допомогою програми MicroCAP 8 (рис. 1.3.1) Рис. 1.3.1 – Графік АЧХ, побудований у MicroCAP 8 Побудуємо графік вхiдного опору за допомогою програми MicroCAP 8 (рис.1.3.2) Рис. 1.3.2 – Графік вхiдного опору, побудований у MicroCAP 8 Знаходження вихідного опору у програмі MicroCAP 8. Вихідний опір знайдемо, побудувавши графік АЧХ RC-каскаду без Rn (рис.1.3.3), з якого знаходимо Ко, та графік АЧХ каскаду з Rn (рис.1.3.4), з якого також знаходимо Ко. Те значення Rn з графіку АЧХ з Rn, при якому Ко першого графіку буде на 6 дБ більше від значення Ко з графіку АЧХ з Rn, і буде вихідним опором (в даному випадку Rвих=7.2 кОм). Рис. 1.3.3 – Графік АЧХ RC-каскаду без Rn Рис. 1.3.4 – Графік АЧХ RC-каскаду з Rn 1.3.2 Експериментальна частина Визначаємо потенціал еміттера і обчислюємо струм , в режимі спокою Визначаємо вхідний опір каскаду Вимірюємо ЕРС джерела сигналу: Вимірюємо величину напруги на вході каскаду: 3) Визначаємо величину вхідного струму за допомогою формули 4) Визначаємо вхідний опір каскада за допомогою формули Визначаємо вихідний опір каскаду Для цього вимірюємо амплітуду вихідного сигналу: , . Далі, використовуючи формулу знаходимо Визначення коефіцієнтів підсилення Вимірювання амплітудно-частотної характеристики Підтримуючи величину вхідної напруги постійною, знімаємо залежність амплітуди вихідної напруги від частоти при двох значеннях опору навантаження та двох значеннях роздільного конденсатора. Згідно з отриманими даними будуємо таблицю значень (табл. 1.1) Таблиця 1.1 – Експериментальні дані для побудови АЧХ Частота Напруга на виході підсилювача, дБ П 3 – 1, П 5 - 1 П 3 – 2, П 5 – 1 П 3 – 1, П 5 - 2 П 3 – 2, П 5 – 2 10 Гц 3 7 3 10 30 Гц 3 15 3 23 100 Гц 7 32 7 50 300 Гц 7,9 41 13 64 1 кГц 17 44 35 68 3 кГц 34 44 56 68 10 кГц 40 43 61 65 30 кГц 35 36 46 48 100 кГц 17 17 19 19 Побудуємо графік АЧХ для комбінації тумблерів П 3 – 1, П 5 – 1 (рис. 1.3.4) згідно таблиці 1.1 Визначення амплітудної характеристики Для зняття амплітудної характеристики встановлюємо частоту генератора 1,5 кГц і, плавно змінюючи амплітуду вхідного сигнала від 0 до 1 В знімаємо залежність Uвих від Uвх . Результати досліду зводимо до таблиці 1.2 Таблиця 1.2 – Експериментальні дані для побудови АХ Uвх, мВ Uвих, мВ 0 3.75 3 82 5 135 8 215 10 260 15 360 20 470 25 590 30 680 100 1250 За даними таблиці 1.2 будуємо графік амплітудної характеристики Приведемо таблицю даних розрахованих, даних, отриманих шляхом моделювання та експериментальних даних (табл. 1.1) Таблиця 1.3 – Результати розрахункiв Параметр Rвх, кОм Rвих. кОм Ku Kі Kр fH fB Іо ( Розрахунок 3.9 7.38 42.9 41.34 1776.9 6.4 Гц 261кГц 0.53мА 200 Експеримент 3.15 6.74 2775 973 270075 3 кГц 30 кГц 0.4 мА --- Моделювання 4.14 7.2 100 83 4300 450 Гц 750кГц --- 200 Висновки В ході даної лабораторної роботи я дослідив підсилюючий RC-каскад на n-p-n транзисторі, ввімкненому по схемі з загальним емітером. Дослідження цього каскаду полягало в тому, щоб дослідити його амплітудно-частотну характеристику, отриману при розрахунку, експерименту та моделюванні у MicroCAP 8. Крім цього треба було для всіх випадків знайти ряд параметрів, таких як: Rвх, Rвих, Кu, Ki, Kp, fн, fв. Також в експериментальній частині потрібно було побудувати амплітудну характеристику для отримання постійної вхідної напруги для виміру АЧХ (постійною вхідною напругою для виміру АЧХ є значення вхідної напруги в точці загибу на амплітудній характеристиці поділене на 3). З отриманих АЧХ я побачив, що між ними є істотні розходження. Насамперед я порівнював АЧХ розраховану з експериментальною та з модульованою. Між розрахованою та експериментальною розходження полягає в тому, що при реальних вимірюваннях ми отримали меншу полосу пропускання частот ніж у розрахованої. Це пов’язано з тим, що я не враховував ємність Сбк, котра утворює комбінований від’ємний зворотній зв’язок і по току і по напрузі, послідовно та паралельно. Сбк сильно портить АЧХ. Це є ефект Мілляра – ефект помноження ємності на частоту. Цей зворотній зв’язок, який неможна видалити це паразитний зв’язок. Між розрахованою та змодульованою АЧХ розбіжності також лежить у полосі пропускання. Причиною розбіжностей є роздільні ємності. Це можна пояснити тим, що у пакеті MicroCAP 8, при зменшенні роздільних ємностй полоса пропускання не тільки стає вужче, характеристика здвигається до області великих частот. При зменшенні ж ємностей полоса стає ширше, а також на небагато зникають перекривлвлення АЧХ в області низьких частот, яке я отримав на графіку. |
Посетителей: 1, из них зарегестрированных: 0, гостей: 1 Зарегистрированные пользователи: Подробно | Страница сгенерирована за 0.0732 сек. |