Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження властивостей диференційного каскаду.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Інститут телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки
Факультет:
Не вказано
Кафедра:
Кафедра радіоелектронних пристроїв та систем (РЕПС)
Інформація про роботу
Рік:
1994
Тип роботи:
Методичні вказівки
Предмет:
Аналогові електронні пристрої
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
“ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
ІНСТИТУТ ТЕЛЕКОМУНІКАЦІЙ,РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОННОЇ ТЕХНІКИ
КАФЕДРА РЕПС
Дослідження властивостей диференційного каскаду
Методичні вказівки до лабораторної роботи
з дисципліни “Аналогові електроні пристрої”
для студентів спеціальності 23.01
Всі цитати, цифровий і фактичний
матеріал, бібліографічні відомості
перевірені, написання одиниць
відповідає стандартам.
Затверджено на
засіданні кафедри
радіоелектронних пристроїв
Протокол ____від_______________
Львів “ЛП” – 1994
Дослідження властивостей диференційного каскаду: Методичні вказівки до лабораторної роботи з дисципліни “Аналогові електроні пристрої” для студентів спеціальності 23.01 / укладачі І. І. Блажкевич, Л. А. Сніцарук. – Львів.: ЛП 1994 - . – На укр. мові.
Укладачі: І. І. Блажкевич к. т. н. , Л. А. Сніцарук к. т. н. , с. н. с.
Відповідальний за випуск З. Д. Грицьків д. т. н. , с. н. с.
Рецезенти: В. Д. Голинський, к. т. н. , доц.
К. С. Сименистий, к. т. н. , доц.
Мета роботи: експериментальне дослідження основних властивостей диференційного каскаду підсилення напруги.
І. ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ
В підсилювачах постійного струму каскади гальванічно зв’язані, тобто в схемі відсутні роздільчі конденсатори. В зв’язку з тим підсилювачі мають рівномірну амплітудо-частотну характеристику (АЧХ) від частоти f=0 (постійний струм). Однак, навіть невелика температурна нестабільність вхідних каскадів при великому коефіцієнті підсилення приводить до появи повільних змін вихідної напруги. Цей дрейф Uвих приймається як сигнал і є основним джерелом похибок підсилювачів постійного струму.
Малий дрейф вихідної напруги властивий диференційним каскадом (ДК) з емітер ним зв’язком (рис.1). в схему ДК входить два транзистори VT1, VT2 з одинаковими параметрами, резистори колекторів RK1=RK2 і загальний емітер ний резистор RE. Таким чином це мостова схема, для якої характерним є те, що при RK1 *rKE2=RK2*rKE1, диференційна напруга (між колекторами транзисторів VT1 і VT2) дорівнює нулю. В цій формулі rKE1 і rKE2 – опори переходів колектор-емітер VT1, VT2.
ДК може підсилювати два синфазних (EГ1=EГ2), два протифазних (ЕГ1=-ЕГ2), або несиметричний вхідний сигнал (ЕГ1= , ЕГ2=0). При цьому вихідний сигнал може змінюватись симетрично – між колекторами транзисторів VT1, VT2 (Uвих=U2 '=U2"), або несемитрично між одним із колекторів і землею при цьому на виході 1 (рис.2) сигнал буде протифазним до вхідного.
ПІДСИЛЕННЯ СИНФАЗНИХ СИГНАЛІВ
При подачі на бази VT1 i VT2 рівних синфазних сигналів ЕГ1 і ЕГ2 (перемикач SA1 в положенні 1) на коллекторах з’являються симетричні напруги, повернуті на 180° відносно ЕГ1 і ЕГ2, що властиво для ввімкнення транзистора по схемі зі загальним емітером. При несемитричному виході Uвих=U2'=U2». Коефіцієнт підсилення синфазних сигналів, з урахуванням впливу послідовного по струму від’ємного зворотного зв’язку (ВЗЗ), дорівнює:
KU (1)
Де - навантаження плеча каскаду, що складається з Rk та ввімкненого паралельно до нього опору навантаження, приведеного до одного плеча:
(2)
Рис. 1.
Рис. 2.
Для підвищення стабільності ДК необхідно зменшувати його . З цією метою часто замість резисторів RE з великим значенням опору, що приводить до збільшеного розсіювання енергії, застосовують електронний опір VT3 (рис. 2). Динамічний опір(rд) VT3 в лінійній області вихідних характеристик складає десятки кілоом і може бути що збільшений при введені резистора R6 в коло емітера VT3 (рис. 2), за рахунок якого виникає послідовний по струму ВЗЗ. В цьому випадку .
ПІДСИЛЕННЯ СИГНАЛУ ПРИ НЕСИМЕТРИЧНОМУ ВВІМКНЕННІ
При підсиленні в цьому режимі транзистор VT1 працює по схемі зі загальним емітером, а VT2 – по схемі зі загальною базою. На вхід VT1 подається напруга ЕГ1, а вхідною напругою VT2 є падіння напруги на резисторі RE, (SA1-3). Напруги на виході ДК i в цьому режимі протифазні. Тоді, при умові симетрії плеч і симетричному виході, вихідна напруга дорівнює:
=-(-)=2 (3)
При несиметричному ввімкнені ВЗЗ в схемі не діє, оскільки струми та , що протікають через загальний для VT1 і VT2 емітерний опір, протифазні. Коефіцієнт підсилення ДК в цьому випадку дорівнює:
Що при , можна записати:
(4)
Частотні властивості ДК в області верхніх частот співпадає із частотними властивостями звичайного резистивного каскаду. Частотні спотворення на нижніх частотах в ДК відсутні.
В приведеному ДК (рис.1) використовуються два джерела живлення +Е і –Е. В зв’язку з цим відповідає необхідність в режимозадаючих резисторах в колах баз (RБ=0), що є однією з умов постійної стабільності статичного режиму VT1 і VT2.
Вхідні опори ДК різні при підсилені синфазних та протифазних сигналів.
Для синфазних сигналів опір Rвх великий завдяки впливу послідовного по струму ВВЗ:
(5)
Вхідний опір ДК при підсилені протифазних сигналів дорівнює:
, (6)
– вхідний опір каскаду при ввімкнені транзистора загальним емітером.
В цьому випадку ВВЗ відсутній (сигнали протифазні).
Вхідний опір ДК при підсилені сигналу при несиметричному ввімкнені дорівнює:
, (7)
- вхідний опір каскаду при ввімкнені транзистора загальною базою.
Якість ДК оцінюється коефіцієнтом послаблення синфазного сигналу:
, (8)
Для ДК = 104+105*(80+100 дБ) і відповідає високій якості цього вузла в відношенні послаблення синфазної завади.
ЗАВДАННЯ ДО РАЗРАХУНКУ
Визначити крутість S транзисторів VT1 і VT2 в заданому статичному режимі, використовуючи відомі співвідношення:.
;
; (9)
,
де - об’ємний опір бази транзистора (Ом);
- опір емітерного переходу (Ом);
- струм емітера в точці спокою (мА).
Струм емітера визначається з рівняння для емітерного кола (з врахуванням того, що на базах VT1 і VT2 по постійному струму нульовий потенціал):
, (10)
оскільки .
Інші параметри транзисторів КТ315Г необхідно взяти з довідника.
Визначити диференційний опір електронного опора VT3 на лінійній ділянці вихідних характеристик КТ315Г.
Визначити диференційний опір електронного опора з врахуванням дії послідовного по струму ВВЗ через резистор R6 (рис.2):
, (11)
де .
За формулами (1,4,8) розрахувати , , для двох положень перемикача SA1, використовуючи номінальні значення елементів схеми, вказані на рис.2, і розраховані в п. п. 2.1 – 2.3 параметри транзисторів.
ЗАВДАННЯ ДО ЕКСПЕРИМЕНТУ
На частоті 1кГц для положення перемикача SA2-1 при виміряти і розрахувати . Вимірювання та розрахунки виконати для двох положень перемикача SA1-1 i SA1-2 (при ввімкненні в коло емітерів ДК опору R5 та електронного опору).
На частоті 1 кГц для положення перемикача SA2-2 при Uвх≈50мВ виміряти Uвих1 і розрахувати . Вимірювання та розрахунки виконати для двох положень перемикача SA1-1 і SA1-2 при ввімкненні в коло емітерів ДК опору R5 та електронного опору.
За результатами п.п. 3.1, 3.2 розрахувати при ввімкненні в коло емітерів ДК опору R5 та електронного опору.
Виміряти вхідний опір ДК для несиметричного сигналу положення перемикача SA2-2 з електронним опором та без нього. Для цього сигнал частотою 1 кГц від генератора ЕГ подається на вхід ДК через додатковий резистор R3 (рис. 2). Виміряти напругу U1 між базою VT1 та загальним провідником. Вхідний опір схеми розраховується за формулою:
. (12)
ОПИС СХЕМИ МАКЕТУ
Макет диференційного каскаду виконаний за принциповою схемою, показаній на рис.2. До особливостей схеми слід віднести можливість роботи в двох режимах: при підсилені синфазного сигналу та підсилені несиметричного сигналу. Перемикання режимів здійснюється перемикачем SA2. З допомогою перемикача SA1 можна здійснити перехід з роботи схеми ДК з електроним опором на роботу з резистором R5 в колі емітерів каскаду.
В схемі також ввімененний резистор R5 для вимірювання вхідного опору схеми.
ЗМІСТ ЗВІТУ
Коротка теоретична частина.
Результати розрахунку.
Результати експерименту у вигляді таблиць та графіків.
Висновки з порівнянням результатів розрахунку та експерименту.
КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ
Чому ДК виділяє малий несиметричний сигнал на фоні великих синфазних завад?
Як визначити колекторний струм VT1 та VT2 ДК?
Чому для живлення схеми ДК застосовуються два джерела?
Що характеризує ДК і як можна його підвищити?
ЛІТЕРАТУРА
Войшвилло Г. В. Усилительные устройства: Учебник для ВУЗов. – 2-е изд. перераб и доп. – М.: Радио и связь, 1983. – 264 с.
Головин О. В. , Кубицкий А. А. Электронные усилители: Учебник- М.: Радио и связь, 1983. – 320 с.
Ногин В. Н. Аналоговые электронные устройства: Учебник пособие для вузов. – М.: Радио и связь, 1992. - 304 с.
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора