Энциклопедия практической электроники - Рутледж Д.
ISBN 5-94074-096-0
Скачать (прямая ссылка):
Воспользуйтесь отверстиями для стоков транзисторов Q2 и Q3 на печатной плате. Подсоедините выводы генератора к входу, а щуп осциллографа и универсальный вольтметр - к выходу. Будьте внимательны при заземлении осциллографа: если вы перепутаете его выводы, могут возникнуть колебания. Так как универсальный вольтметр измеряет среднеквадратическое значение напряжения, лучше использовать настройки среднеквадратического значения амплитуды на генераторе. Благодаря этому при вычислении коэффициента усиления можно будет обойтись без множителя у/2 .
1. Определите зависимость входного напряжения U1 от значения амплитуды на генераторе, предположив, что входное сойротивление усилителя очень высокое. Позже это соотношение потребуется, чтобы вычислить коэффициент усиления УЗЧ и потери во входной цепи.
2. Высокочастотная характеристика определяется разделительным конденсатором на выходе. Измерьте коэффициент усиления по напряжению G11 на частоте, достаточной для получения полного усиления. Также измерьте частоту
из
13.5. практикум ГзїТ
Щуп универсального Вольтметра (секция Ґ) С20 10OnF1___
^ С23 Секция,С 2.2juF .
Щуп униберсального Вольтметра (секция F)
Рис 13.7. Установка дополнительного конденсатора С23 (2,2 мкФ) в секцию С для увеличения коэффициента усиления. Установка конденсатора С55 (10 нФ) и резистора R22 (1,8 кОм) в секцию D для добавления низкочастотной составляющей в характеристику. Установка входной RC-цепи, состоящей из конденсатора С22 (10 нФ) и резистора R7 (47 кОм), в секцию F для обеспечения плавного спада на низких и высоких частотах
спада f, на уровне 3 дБ. Затем вычислите с помощью уравнения 13.6 ожидаемую величину коэффициента G11. Определите ожидаемое значение частоты f,, предположив, что выходное сопротивление усилителя мало. г 3. Теперь увеличьте усиление, шунтируя внутренний резистор сопротивлением 1,35 кОм в цепи эмиттера. Поставьте конденсатор С23 емкостью 2,2 мкФ между выводами 1 и 8 усилителя (рис. 13.7). Чтобы понять, как это повлияет на работу усилителя, изучите рис. 13.1. Теперь установите малое входное напряжение, потому что усиление возросло. Необходимо постоянно проверять, что на выходе ОУ нет насыщения и выходной сигнал представляет собой чистые синусоидальные колебания. Конденсатор С23 шунтирует внутренний резистор только на высоких частотах, что также обеспечивает высокочастотную характеристику, но с большей частотой спада, чем у выходной цепи. Снова измерьте значения G11 и fj. Вычислите их ожидаемые значения, пренебрегая влиянием внутреннего резистора сопротивлением 1,35 кОм. 4. Добавьте к характеристике усилителя низкочастотную составляющую. Для этого установите RC-цепь из конденсатора С55 емкостью 10 нФ и резистора R22 сопротивлением 1,8 кОм, которая будет шунтировать внутренний резистор обратной связи сопротивлением 15 кОм. Цепь подключается между выводами 5 и 8 (рис. 13.7). Снова внимательно рассмотрите рис. 13.1, чтобы разобраться, как она будет работать. В дополнение к уже измеренной высокочастотной составляющей характеристики получим полосовую составляющую. Постройте график зависимости коэффициента усиления (в децибелах) от частоты в диапазоне от 100 до 10 000 Гц, убедившись, что входное
[ЗЇ2І 13. НИЗКОЧАСТОТНЫЕ СХЕМЫ
Cs 5OnF
напряжение низкое и на выходе нет насыщения. В качестве входной мощности P+ используйте полную мощность, получаемую от генератора и рези-стивной цепочки. В качестве выходной мощности P используйте мощность, отдаваемую 8-омной нагрузке. Если установить линейную шкалу частот, график получится сжатым в области низких частот. Поэтому для оси частот выберите логарифмический масштаб - log10f. В этом случае график получится более симметричным. Такие графики называются диаграммами Боде. Они удобны тем, что емкостные спады представлены как прямые линии с коэффициентом наклона 1. Диаграммы Боде широко используются для изучения характеристик усилителей. Кроме того, они помогают определить, насколько приборы устойчивы к возникновению колебаний, и выбрать коэффициенты приращения частоты. На высоких частотах лучше использовать самые большие коэффициенты, иначе на построение графиков уйдет много времени. Подойдут коэффициенты приращения, равные log10f, например последовательность 2,0,2,2, 2,4...3,6,3,8,4,0. Это позволит при помощи всего 11 точек получить отличный график в диапазоне частот от 100 до 10 000 Гц.
5. Определите пиковый коэффициент усиления и соответствующую ему частоту. Рассчитайте значения частоты верхнего fu и нижнего f, срезов на уровне 3 дБ. Вычислите ожидаемое значение частоты fu, пренебрегая влиянием резистора R22. Этот резистор уменьшает колебания на высоких частотах.
Теперь обратимся к входной цепи. Установите конденсатор С22 емкостью 10 нФ и резистор R7 сопротивлением 47 кОм (рис. 13.7). Они будут обеспечивать дополнительный спад как на низких, так и на высоких частотах. Внутри усилителя на каждом его входе параллельно паре p-n-р транзисторов имеется внутренний резистор сопротивлением 50 кОм. Следовательно, получается, что параллельно резистору R7 стоит дополнительный резистор сопротивлением 100 кОм. Нарисуем упрощенную схему входной цепи (рис. 13.8).
