Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
Управління інформацією
Кафедра:
Захист інформації
Інформація про роботу
Рік:
2007
Тип роботи:
Інші
Предмет:
Електроніка та мікросхемотехніка
Група:
ЕМ
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
«ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА»
ЕМІТЕРНИЙ ПОВТОРЮВАЧ
Інструкція до лабораторної роботи № 2
з дисципліни: "Електроніка та мікросхемотехніка"
для студентів базових напрямів:
6.170101 «Безпека інформаційних і комунікаційних систем»,
6.170102 «Системи технічного захисту інформації»,
6.170103 «Управління інформаційною безпекою».
Затверджено
на засіданні кафедри
"Захист інформації"
Протокол №1 від 30 серпня 2007 р.
Львів – 2007
Емітерний повторювач: Інструкція до лабораторної роботи №2 з дисципліни: "Електроніка та мікросхемотехніка" / Укл.: Нечай О.М. - Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2007. - 7 с.
Укладач
Нечай О.М., канд. техн. наук.
Відповідальний за випуск
Дудикевич В.Б., д-р техн. наук, проф.
Рецензенти
Кеньо Г.В., канд. техн. наук, доц. Стрілецький З.М., канд. техн. наук, доц.
Мета роботи – 1. Дослідження роботи емітерного повторювача напруги на біполярному транзисторі, включеному за схемою спільним колектором, в режимах передачі синусоїдального й імпульсного сигналів;
2. Експериментальна перевірка розрахунку елементів схеми і визначення основних характеристик і параметрів;
3. Визначення впливу відхилень параметрів елементів схеми на роботу підсилювача в цілому.
Теоретичні відомості
В емітерних повторювачах транзистори включаються за схемою зі спільним колектором (СК) (рис.2.1). При цьому вся вихідна напруга, що знімається з резистора в колі емітера, діє в керуючому колі тран зистора послідовно вхідній напрузі і протифазна їй. Отже, каскад охоплений від’єм ним зворотним зв'язком. Коефіцієнт передачі кола від’ємного зворотного зв'язку , тобто зворотний зв'язок дорівнює 100%. Звідси коефіцієнт підсилення емітерного повторювача по напрузі
(2.1)
де — модуль коефіцієнта підсилення по напрузі схеми зі cпільним емітером, опір навантаження якої дорівнює опору резистора .
З формули (2.1) випливає, що емітерний повторювач не підсилює напруги, оскільки (чим більше , тим ближче до одиниці), а лише повторює вхідний сигнал за амплітудою з деяким ослабленням. При цьому на виході емітерного повторювача повто рюється також фаза вхідного сигналу.
Рис. 2.1 Рис. 2.2
Емітерний повторювач у разів підсилює струм вхідного сигналу, й у разів — його потужність.
Вхідний опір емітерного повторювача великий і без врахування опору резисторів базового подільника може бути розрахований за наближеною формулою:
(2.2)
Верхня межа вхідного опору емітерного повторювача обмежена опором зміщеного в зворотному напрямку колекторного переходу, що для сучасних транзисторів складає одиниці мегаомів.
Формула (2.2) справедлива для . Вихідний опір емітерного повторю вача малий, лежить у межах від часток Ома для потужніх транзисторів до десятків Ом для малопотужних і з достатньою точністю може бути визначений за формулою
(2.3)
Якщо струм виражений у міліамперах, то опір одержують в Омах. Формула (2.3) справедлива при струмі mA.
Великий вхідний і малий вихідний опір емітерних повторювачів дозволяють використовувати їх як каскади, що узгоджують високоомний вихід однієї схеми з низькоомним входом іншої чи з низькоомним навантаженням. Крім того, їх застосовують для передачі сигналів без зміни форми, амплітуди і фази, але при значному підсиленні струму і потужності.
Основні положення
Емітерний повторювач ЕП є підсилювачем струму і потужності, виконаний на біполярному транзисторі за схемою СК (рис.2.1).
Резистор навантаження приєднується в емітерне коло транзистора. ЕП має підвищений вхідний та понижений вихідний опір. Його вхідна та вихідна напруга співпадають за фазою і несуттєво відрізняються за величиною.
Ці властивості ЕП дозволяють використовувати його для узгодження (розділення) високоомного джерела напруги та низькоомного навантаження.
Емітерний повторювач можна розглядати як підсилювальний каскад, в якого RK = 0, а резистор в колі емітера не зашунтований конденсатором СЕ (лаб.1). В цьому випадку вся вихідна напруга, яка виділяється на опорі в колі емітера, послідовно вводиться у вхідне коло підсилювача, де віднімається від напруги від напруги вхідного сигналу uвх, зменшуючи її. В схемі діє 100% - вий послідовний від’ємний зворотній зв’язок по напрузі, збільшуючи при цьому вхідний та зменшуючи вихідний опір емітерного повторювача.
Подільник зміщення, який з розрахунку створення високої термостабільності схеми має бути низькоомним, понижує вхідний опір ОП. Тому для збільшення RВХ.П у ряді випадків необхідно відмовитись від подільників R1 , R2 , здійснюючи зміщення робочої точки в режимі мовчання базовим струмом. Опір RЕ через незначний опір навантаження RН також невеликий.
Значення RВИХ залежить від опору джерела вхідного сигналу і тим менший, чим більший коефіцієнт передачі струму бази β транзистора.
Коефіцієнт підсилення напруги ku в схемі ЕП набагато менший одиниці. Вихідна напруга відповідає різниці між вхідною напругою і спадом напруги на переході емітер – база. Коефіцієнт підсилення струму в схемі ЕП без врахування RН (RН = ∞):
, а якщо RН ≠ ∞, то .
Контрольні запитання
За якою схемою включення транзистора створюється емітерний повторювач?
Опишіть наявність від’ємного зворотнього зв’язку емітерного повторювача.
Дайте характеристику роботи емітерного повторювача.
Чим обмежений вхідний і вихідний опір емітерного повторювача.
Де застосовують емітерний повторювач? Опишіть роботу елементів схеми підсилювача низьких частот.
Яку роль відіграють конденсатори в роботі емітерного повторювача?
Що розуміють під смугою пропускання підсилювача?
Дайте характеристику АЧХ і АХ емітерного повторювача.
Лабораторні дослідження
1. Намалювати табл.2.1, 2.2 і 2.3 для запису режимів транзистора емітерного повторювача по постійному струмі і зняття його амплітудно-частотної й амплітудної характеристик, а також координатні осі (рис.2.3, а і 2.3, б) для їхньої побудови і зображення осцилограм (масштаб по осях: — у 1 см. 0,2 В).
2. Замалювати електричну схему емітерного повторювача (див. рис.2.1) і зібрати її, користаючись графічними позначеннями на змінній панелі.
Таблиця 2.1
Вид сигналу
Синусоїдальний імпульс
Додатній імпульс
Від’ємний імпульс
Параметр у робочій точці
u Б, В
u Е, В
І Е, mА
u БЕ, В
Таблиця 2.2
Частота, кГц
0,02
0,05
0,1
0,2
0,5
5
10
50
Вихідна напруга Uвих
Вхідна напруга Uвх
Коефіцієнт підсиленняЕП
Таблиця 2.3
Вхідна напруга Uвx, В
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Вихідна напруга Uвих, В
3. Вимірити параметри режимів транзистора в робочій точці при передачі трьох різних сигналів і занести результати вимірів у табл.2.1.
4. Зняти АЧХ і АХ емітерного повторювача в режимі передачі синусоїдального сигналу, занести результати вимірів відповідно в табл.2.2 і 2.3 і побудувати характеристики в координатних осях (див. рис.2.3, а, б).
5. Зняти осцилограми імпульсних напруг на вході і виході емітерного повторювача в режимах передачі додатнього і від’ємного імпульсів і зобразити їх у координатних осях (рис.2.4, а, б).
МЕТОДИЧНІ ВКАЗІВКИ
1. При виконанні роботи використовують: R1 = 20 кОм;
R2=10 кОм і 2,4 кОм; R3 = 510 Ом; R4 = 1 кОм;
С1= С2 = 10 мкф; СЗ = 0,033 мкф; VT — транзистор КТ361А; джерело колекторного живлення Ек-генератор ГН2 стенди, на виході якого встановлюють по ИВ напруга 10В.
2. При складанні схеми для передачі синусоїдального сигналу використовують генератор ГС стенда, частоту вихідного сигналу якого вимірюють частотоміром ИзмЧ, а вихідна напруга — ИзмВ (межа виміру — 1 В діючого значення).
3. При дослідженні схеми в режимі передачі імпульсного сигналу як генератор ГС використовують ГИ стенда в діапазоні 1000 Гц (перемикач ГИ повинний знаходитися в такому ж положенні), а амплітуду, вихідного імпульсу, рівну 3 В, встановлюють по осцилографу.
4. Імпульсні сигнали будують щодо осі нульового потенціалу з обліком постійної складової.
5. При вимірах використовують:
АВ1 — на межах «10 В», «5 В», «2,5 В» і «1 В»;
АВ2 — на межах «10 В», «5 В», «1 В» і «0,5 В»;
АВО — на межі «1 В»;
АВ1 — на межах «50 мА», «10 мА», «5 мА». і «1 мА». Цей вимір виконують за допомогою блока-перехідника П2, у гнізда ХЗ і Х5 якого встановлюють резистор R3, а до гнізд Х2 і Х4 підключають АВМ1.
Комп’ютерне моделювання
На основі рис.1.1 створити моделі електричної схеми емітерного повторювача в програмних симуляторах Electronics Workbench (EWB) і Micro-Cap (MC);
Встановити номінали елементів схеми згідно методичних вказівок для наведених трьох варіантів набору конденсаторів. Вибрати європейський аналог транзистора;
В програному пакеті EWB визначити параметри схеми (табл.1.3, табл.1.4). Побудувати амплітудно-частотну й амплітудну характеристику емітерного повторювача;
За показами віртуальних приладів зняти амплітудно-частотну й амплітудну характеристику емітерного повторювача та порівняти з результатами побудови п.3. Визначити коефіцієнти підсилення і смугу пропускання підсилювача;
В програному пакеті МС визначити параметри застосованого біполярного транзистора, порівняти амплітуду та фазу вхідного та вихідного сигналу та дослідити частотні спотворення емітерного повторювача. На сім’ї статичних характеристик (з проведення навантажувальної прямої) визначити параметри робочої точки.
Провести аналіз впливу зміни параметрів окремих елементів робочої схеми на її роботу в цілому.
Вказівки до оформлення звіту
Після ретельного ознайомлення з теоретичними відомостями студент самостійно формує мету та технічне завдання виконання роботи.
За результатами проведених досліджень студент проводить їх аналіз на відповідність теорії та практики роботи електронної схеми.
Висновок по роботі дає вичерпну оцінку здобутих спостережень, закономірності і застереження, оцінку похибок вимірювань і конкретні зауваження.
Література
Колонтаєвський Ю.П., Сосков А.Г. «Електроніка і мікросхемотехніка» К. «Каравела», 2007.
В.И.Яцишин, С.С.Бурдукова «Полупроводниковые приборы и интегральные микросхемы» М.В.Школа,1987.
Скаржепа В.А., Луценко А.Н. Электроника и микросхемотехника. ч.1. Учебн. пособие. – К. В.Школа, 1989.
Руденко В.С.,Сенько В.И.,Трифонюк В.В. Основы промышленной електроники. –К.:Высш.шк.,1985.
А.К.Криштафович, В.В.Трифоняк « Основы промышленной електроники» М.В.Школа, 1985.
Ю.Ф.Колонтаевський «Радиоелектроника» М.В.Школа 1988.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора