Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Отчет по лабораторной работе №4

ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Исследование свойств усилительного каскада с общим эмиттером и эмиттерного повторителя

Выполнил студент гр.11ЕР1

Бутылин А.О.

Отчет принят ______________ 2013г.

Проверил доцент Ишков А.С.

Пенза 2013

Цель работы:

- изучение принципов работы и определение основных технических характеристик усилительного каскада на биполярном транзисторе, включенном в схему с общим эмиттером, и усилительного каскада с общим коллектором – эмиттерного повторителя;

- исследование возможностей программы схемотехнического моделирования Multisim при анализе чувствительности схем, их частотных и переходных характеристик.

Задание 1. Получитьамплитудно-частотную характеристику (АЧХ) и фазочастотную характеристику (ФЧХ) усилительного каскада с общим эмиттером для трех заданных значений емкости С3а, С3b, С3c конденсатора С3.

Определить для каждого значения емкости:

1.1 Максимальное значение коэффициента усиления К₀ и значение центральной частоты f₀;

1.2 Нижнюю f_Н и верхнюю f_В граничную частоту полосы пропускания, значения фазы ψ_Н и ψ_В на граничных частотах

1.3 Полосу пропускания сигнала ∆f. Сравнить полученные значения полосы пропускания.

Схема каскада с ОЭ в программе Multisim

1) При подключении к схеме конденсатора С6(3а):

АЧХ и ФЧХ каскада с ОЭ при С3 = 18 мкФ

Определение нижней граничной частоты и фазы сигнала на этой частоте каскада с ОЭ при С3 = 18 мкФ

Определение верхней граничной частоты и фазы сигнала на этой частоте каскада с ОЭ при С3 = 18 мкФ

2) При подключении к схеме конденсатора С5(3b):

АЧХ и ФЧХ каскада с ОЭ при С3 = 332 мкФ

Определение нижней граничной частоты и фазы сигнала на этой частоте каскада с ОЭ при С3 = 332 мкФ

Определение верхней граничной частоты и фазы сигнала на этой частоте каскада с ОЭ при С3 = 332 мкФ

1) При подключении к схеме конденсатора С3(3с):

АЧХ и ФЧХ каскада с ОЭ при С3 = 155 нФ

Определение нижней граничной частоты и фазы сигнала на этой частоте каскада с ОЭ при С3 = 155 нФ

Задание 2. Получить осциллограммы входного и выходного сигнала каскада с ОЭ, убедиться, что сигналы находятся в противофазе. Построить амплитудную характеристику, вычислить динамический диапазон D каскада с ОЭ.

Схема каскада с ОЭ для моделирования временных характеристик

Настройка функционального генератора

Осциллограммы входного и выходного сигнала

Нелинейные искажения выходного сигнала при Е_ВЫХ = 1,5 В

Результаты измерения значений напряжений U_ВХ и U_ВЫХ

Eвых.В	Uвх.В	Uвых.В
0,05	0,034	0,1
0,1	0,068	0,2
0,2	0,137	0,4
0,3	0,205	0,599
0,4	0,274	0,799
0,5	0,342	0,999
0,6	0,41	1,198
0,7	0,475	1,397
0,8	0,547	1,596
0,9	0,616	1,794
	0,684	1,991
1,1	0,752	2,188
1,2	0,821	2,383
1,3	0,889	2,576
1,4	0,957	2,766
1,5	1,026	2,95
1,6	1,034	3,092
1,7	1,163	3,241

По данным таблицы в программе Microsoft Excel построена амплитудная характеристика каскада с ОЭ

Амплитудная характеристика каскада с ОЭ

Динамический диапазон каскада D - отношение максимального входного напряжения, при котором еще нет нелинейных искажений U_ВХ_MAX, к минимальному входному напряжению на линейной части амплитудной характеристики U_ВХ_MIN. Для данного примера U_ВХ_MAX = 0,957 В.

Минимальное входное напряжение U_ВХ_MIN обычно определяется уровнем собственных шумов усилителя, приведенных к входу. Таким образом, для определения значения U_ВХ_MIN в программе Multisim выполним анализ шумов («Noise Analysis»).

Схема для анализа шума

Результат анализа шумов

В результате анализа определен уровень шума, приведенного к входу схемы. Следовательно, U_ВХ_MIN = 1,62283 мкВ.

Динамический диапазон D в децибелах:

Задание 3. Выполнить анализ чувствительности схемы каскада с ОЭ к изменению сопротивления резисторов R2, R3, R4, R5.

Схема для анализа чувствительности

Результат анализа чувствительности схемы к изменению сопротивления резисторов R2, R3, R4, R5

Анализ чувствительности в Multisim используется для получения информации о том, какой компонент наиболее влияет на выходной сигнал схемы, если его значение отличается на единицу от заданного. В результате в качестве таких компонентов могут быть использованы прецизионные радиоэлектронные элементы. Рекомендуется их использовать при оптимизации выходных параметров схемы.

Требования к точности других компонентов, которые несущественно влияют на параметры схемы, могут быть уменьшены, допускаемое отклонение от номинального значения может быть увеличено, что приводит к уменьшению стоимости изделия.

Результаты анализа показывают изменение выходного напряжения каскада, если сопротивление резисторов R2, R3, R4, R5 изменяется на 1 Ом.

Задание 4. С помощью анализа частотных характеристик («АС analysis»)получитьАЧХ и ФЧХ усилительного каскада с общим эмиттером – эмиттерного повторителя. Определить полосу пропускания сигнала, нижнюю f_Н и верхнюю f_В граничную частоту полосы пропускания.

Схема эмиттерного повторителя в Multisim

АЧХ и ФЧХ эмиттерного повторителя

Результаты моделирования

Задание 5. С помощью анализа переходных характеристик («Transient Analysis») получить графики входного и выходного напряжения эмиттерного повторителя. Определить величину спада вершины импульса и длительность фронта импульса выходного напряжения.

Схема для моделирования переходных характеристик

Результаты моделирования

Определение величины спада вершины импульса