 |
Контрольные вопросы. Лабораторная работа №12. Определение режимов работы усилителей. Цель работы. Краткие сведения из теории
|
|
|
|
Контрольные вопросы
1. Назовите условия, необходимые для включенияи выключения диодов и тиристоров.
2. Объясните принцип работы трехфазной мостовой схемы выпрямления при активной и активно-индуктивной нагрузке.
3. Как на работу схемы влияет наличие против-ЭДСи емкостного фильтра?
4. Объясните принцип работы трехфазной схемы со средней точкой при активной и индуктивной нагрузке.
5. Проанализируйтенагрузочные, энергетические и регулировочные характеристики выпрямителей.
Критерии оценки:
Оценка «отлично» ставится в том случае, если студент:
- свободно применяет полученные знания при выполнении практических заданий;
- выполнил работу в полном объеме с соблюдением необходимой последовательности действий;
- при ответах на контрольные вопросы правильно понимает их сущность, дает точное определение и истолкование основных понятий, использует специальную терминологию дисциплины, не затрудняется при ответах на видоизмененные вопросы, сопровождает ответ примерами.
Оценка «хорошо» ставится, если:
- выполнены требования к оценке «отлично», но допущены 2 – 3 недочета при выполнении практических заданий и студент может их исправить самостоятельно или при небольшой помощи преподавателя;
- в письменном отчете по работе делает незначительные ошибки;
- при ответах на контрольные вопросы не допускает серьезных ошибок, легко устраняет отдельные неточности, но затрудняется в применении знаний в новой ситуации, приведении примеров.
Оценка «удовлетворительно» ставится, если:
- практическая работа выполнена не полностью, но объем выполненной части позволяет получить правильные результаты и выводы;
|
|
|
- в ходе выполнения работы студент продемонстрировал слабые практические навыки, были допущены ошибки;
- студент умеет применять полученные знания при решении простых задач по готовому алгоритму;
- в письменном отчете по работе допущены ошибки;
- при ответах на контрольные вопросы правильно понимает их сущность, но в ответе имеются отдельные пробелы и при самостоятельном воспроизведении материала требует дополнительных и уточняющих вопросов преподавателя.
Оценка «неудовлетворительно» ставится, если:
- практическая работа выполнена не полностью и объем выполненной работы не позволяет сделать правильных выводов, у студента имеются лишь отдельные представления об изученном материале, большая часть материала не усвоена;
- в письменном отчете по работе допущены грубые ошибки, либо он вообще отсутствует;
- на контрольные вопросы студент не может дать ответов, так как не овладел основными знаниями и умениями в соответствии с требованиями программы.
Основные источники:
1. Электротехника и электроника, Учебник, Немцов М. В., Немцова М. Л., 2017. Издательство: Академия, 480 стр.
2. Электротехнические материалы и изделия, Учебное пособие, Винников А. В., 2017 Издательство: КубГАУ, 312 стр.
3. Электротехника, Учебник, Прошин В. М., 2017 Москва. Изд. «Академия», 277 стр.
4. Занимательная электроника и электротехника для начинающих и не только..., Ванюшин М., НиТ (наука и техника), 2017 год, 352 стр.
5. Теоретические основы электротехники. Сборник задач. Учебное пособие., Издательство Юрайт 2017 г. 528 стр.
6. Мартынова, И. О. Электротехника. лабораторно-практические работы (для спо) / И. О. Мартынова. - М.: КноРус, 2017. - 128 c.
Дополнительные источники, периодические профессиональные издания:
1. Электротехника и электроника, Ермуратский П. В, Лычкина Г. П, Минкин Ю. Б. 2017г. Издательство: Профобразование, 416 стр
2. Покровский Б. С. Основы слесарного дела. М.: Академия, 2017.
|
|
|
3. Электротехника и электроника, Гальперин М. В. 2017г. Издательство: Форум, 480 стр.
4. Фуфаева, Л. И. Электротехника: учебник / Л. И. Фуфаева. - М.: Academia, 2017. - 360 c.
5. Комиссаров, Ю. А. Общая электротехника и электроника: Учебник / Ю. А. Комиссаров, Г. И. Бабокин. - М.: Инфра-М, 2017. - 190 c
Лабораторная работа №12
Определение режимов работы усилителей
Цель работы
Изучить работу усилителей на основе усилительного каскада с ОЭ.
Краткие сведения из теории
Усилителями называются устройства, в которых сравнительно маломощный входной сигнал управляет передачей значительно большей мощности из источника питания в нагрузку. По роду усиливаемой величины бывают усилители напряжения, тока и мощности.
Наибольшее распространение получили усилители, построенные на полупроводниковых усилительных элементах (биполярных и полевых транзисторах). Простейшая ячейка, позволяющая осуществить усиление, называется усилительным каскадом.
Как было отмечено в лабораторной работе № 6, существует 3 способа включения транзистора с общим коллектором (ОК), с общей базой (ОБ), с общим эмиттером (ОЭ). Усилительные каскады с ОБ и ОК показаны на рисунке 12. 1.
Рисунок 12. 1 -Усилительные каскады с ОБ (а) и с ОК (б)
При включении транзистора с общей базой входным электродом является эмиттер, а выходным – коллектор. Коэффициент усиления по току определяется отношением коллекторного тока к эмиттерному.
Он всегда меньше единицы, так как коллекторный ток всегда меньше эмиттерного. Тем не менее, такая схема включения дает большой коэффициент усиления по напряжению.
При включении транзистора с общим коллектором входным электродом служит база, а выходным эмиттер.
Каскады с таким включением транзистора называются эмиттерными повторителями. Они дают большое усиление по току, но не усиливают напряжения и используются для согласования усилительных каскадов с большим выходным и малым входным сопротивлением.
Рассмотрим подробнее работу усилительного каскада с ОЭ (рисунок 12. 2). Данная схема используется гораздо чаще относительно схем с ОБ и с ОК, так как она дает большой коэффициент усиления по току и напряжению, но в отличие от этих двух схем инвертирует входной сигнал.
|
|
|
Рисунок 12. 2 - Усилительный каскад с ОЭ
Основное условие, при котором транзистор способен усиливать электрические колебания, - наличие прямого напряжения на эмиттерном р-n переходе и обратного на коллекторном. Это условие для транзистора структуры n-p-n реализуется, если подать от источника постоянного тока Uпит на коллектор относительно эмиттера положительное напряжение UКЭ и соединить базу с положительным полюсом того же источника питания через базовый резистор Rб. Положительное напряжение на базе, называемое начальным напряжением смещения, открывает транзистор, и через коллектор начинает идти ток коллектора IК, значение которого зависит от усилительных свойств транзистора и напряжения источника питания. При подаче на базу (через конденсатор С1) электрических колебаний ток в коллекторе становится колеблющимся, по форме повторяя ток в базовой цепи, но в больших пределах.
Конденсатор С1 на входе служит связующим элементом между источником сигнала и усилительным каскадом. Он свободно пропускает к транзистору переменное напряжение сигнала и предотвращает замыкание постоянной составляющей базовой цепи транзистора на эмиттер через источник сигнала. Конденсатор, выполняющий такую функцию, называют также разделительным или переходным.
Проектирование усилителя начинается с определения режима транзистора по постоянному току, который называют статическим режимом.
В зависимости от тока коллектора транзистора и величины падения напряжения на электродах транзистора усилительного каскада, а также от амплитуды входного сигнала различают следующие режимы усиления: А, В, С, D и промежуточные режимы, например АВ.
На рис. 12. 3 показано положение рабочей точки в режимах усиления класса А и класса В на сквозной динамической характеристике 
. В классе А рабочая точка выбирается на линейном участке характеристики. Он характеризуется малыми нелинейными искажениями, но низким к. п. д. В режиме В рабочая точка выбирается в начале координат. Он обеспечивает высокий к. п. д., но характеризуется большими нелинейными искажениями. Используется, как правило, в двухтактных выходных каскадах. В мощных резонансных усилителях, где нагрузкой является резонансный контур, используется режим С, когда ток через усилительный прибор протекает менее половины периода входного сигнала. В режиме D (ключевой режим) активный прибор находится только в двух состояниях: или полностью открыт или полностью закрыт.
|
|
|
Рисунок 12. 3 - Выбор рабочей точки в режимах усиления классов А (а) и В (б)
Условия нормальной работы транзистора в режиме усиления определяют несколько параметров. Это, прежде всего начальный ток коллекторной цепи транзистора 
, называемый чаще током покоя, т. е. коллекторный ток в отсутствие входного сигнала, который, в свою очередь, зависит от напряжения источника питания и сопротивлений нагрузочного R2 и базового R1 резисторов. Сопротивление нагрузочного резистора выбирают таким, чтобы в отсутствие входного сигнала напряжение источника питания примерно поровну делилось на нем и на участке эмиттер-коллектор транзистора.
Рекомендуемый режим работы транзистора по постоянному току устанавливают подбором резистора R1, через который на базу транзистора (относительно эмиттера) подают напряжение смещения (положительное для n-p-n транзистора), открывающее его. Без смещения транзистор сильно искажает усиливаемый сигнал или вообще не выполняет функцию усилителя.
Сопротивление базового резистора должно быть таким, чтобы обеспечить ток базы транзистора примерно в 
меньший, чем ток коллектора. Грубо определить его сопротивление можно умножением удвоенного сопротивления нагрузочного резистора на статический коэффициент передачи тока транзистора, т. е.
| (12. 1) |
Более точно сопротивление R2 подбирают при налаживании усилителя опытным путем.
Алгоритм действий:
1. Загрузить файл (правая кнопка мыши - пункт " Сохранить объект как... " )LAB12_1. ewb. Исследуемая схема изображена на рисунке 12. 4.
Рисунок 12. 4 - Схема исследуемого усилителя
|
|
|
