Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Дослідження елементарних підсилювальних каскадів на біполярних транзисторах.
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
ІКНІ
Факультет:
Кафедра інформаційних технологій видавничої справи
Кафедра:
Кафедра інформаційних технологій видавничої справи
Інформація про роботу
Рік:
2020
Тип роботи:
Лабораторна робота
Предмет:
Елементи і вузли поліграфічної техніки
Група:
вп 22
Варіант:
4 14 1
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ "ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА"
Інститут комп’ютерних наук та інформаційних технологій
Кафедра автоматизованих систем управління
Дослідження елементарних транзисторних підсилювальних каскадів
Лабораторна робота №3
з дисципліни
"Елементи і вузли поліграфічної техніки"
Лабораторна робота №3
Дослідження елементарних підсилювальних каскадів
на біполярних транзисторах.
Мета роботи - вивчення принципів роботи і розрахунку елементарних транзисторних підсилювальних каскадів (ТПК), реалізація їх на дискретних елементах та набуття досвіду наладки і досліджень ТПК в реальних умовах.
2. Порядок виконання роботи
2.1 Підготовка до виконання роботи
2.1.1. Розрахувати елементи та параметри ТПК згідно з варіантом завдання (номер варіанту вибрати згідно з порядковим номером студента у списку групи).
Варіанти завдань:
№ варіанту
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Максимальна амплітуда вихідної напруги UВИХm max, В
6.5
6
5.5
5
4.5
6.5
6
5.5
5
4.5
Номінальний колекторний струм IКном, мА
7
6.5
6
5.5
5
5
5.5
6
6.5
7
Робоча частота підсилювача fр , кГц
1
1
1
1
1
1
1
1
1
1
Послідовний зворотній зв’язок за напругою, %
20
20
20
20
20
20
20
20
20
20
Тип транзистора
n-p-n
p-n-p
n-p-n
p-n-p
n-p-n
p-n-p
n-p-n
p-n-p
n-p-n
p-n-p
2.2 Проведення експериментальних досліджень
2.1. Підготувати до роботи ПК, провестии реєстрацію в системі, забезпечити роботу з програмою Electronics Work Bench. Спочатку досдідити ТПК з СЕ (частина А), далі повторити п.п. 2.2 – 2.7 для ТПК з СБ (частина Б).
2.2. Забезпечити комутацію на набірному полі досліджувальної схеми.
2.3. Встановити на джерелі живлення розраховану напругу ЕК і підімкнути її до схеми ТПК
2.4. Дослідити статичний режим роботи ТПК:
а) виміряти напруги статичного режиму на виводах транзистора UKр , UEр , UБр , UБЕр (сигнал від джерела змінної напруги відсутній). Порівняти виміряні значення з розрахованими за п.1.1;
б) якщо наявна певна розбіжність виміряних за п.2.4 значень UKр з розрахованим, то необхідно здійснити корекцію робочої точки Р. Повторити вимірювання за п.2.4.а.
2.5. Зняти амплітудну характеристику ТПК. Дані занести в таблицю. Вимірювання напруг вхідного і вихідного сигналу ТПК здійснити осцилографом.
2.6. Визначили коефіцієнт передачі напруги КПu для середини лінійної ділянки амплітудної характеристики ТПК ( UВИХmсер , UВХmсер):
2.7. Визначити вхідний опір RВХ та коефіцієнт передачі струму КПi ТПК.
Додаток 2. Приклад виконання окремих пунктів порядку роботи - частина Б
2.1. Підготовка до виконання роботи
2.1.1. Розрахували елементи та параметри ТПК згідно з варіантом завдання.
А) Задані ( варіант №4 ) такі параметри ТПК із спільною базою ( СБ ):
- максимальна амплітуда вихідної напруги UВИХm max = 5 В;
- номінальний колекторний струм IКном = 5.5•10 -3 А (IКном = IКр);
- послідовний зворотній зв’язок за напругою - 20% (RЕ = RК / 5)
- максимальна частота вхідного сигналу fmax = 20 кГц.
- тип транзистора – p-n-p.
На рис. 1 приведена схема ТПК з СБ, на якій вказані розраховані значення елементів та результати дослідження на осцилограмі (UВИХm = 0 В при UВХm = 0 В). Покази мультиметра UКр = - 9.90 В ( режим вимірювання постійної напруги).
Б) Розрахунок:
а) напруга джерела живлення EК:
EК >= 2 • UВИХm max + UКmin >= 2 • 5.0 + 2 = 12 В,
де UКmin = UЕmax, а UЕmax = 2 • UВИХm max / 5 - за величиною зворотнього зв’язку;
б) напруга UКр в робочій точці Р на виході ТПК:
UКр <= EК - UВИХm max <= 12 - 5.0 = 7 В;
в) величина колекторного опору RК:
RК = ( EК - UКр ) / IКном = ( 12 - 7 ) / 5.5 • 10 -3 = 0.9 • 103 Ом;
г) величина емітерного опору RЕ:
RЕ = RК / 4 = 0.9 • 10 3 / 5 = 180 Ом / за умовою /;
д) максимальний колекторний струм IКmax :
IКmax = EК / ( RК + RЕ ) = 12 / (0.9 • 10 3 + 180 ) = 11.1• 10 -3 А
е) транзистор вибираємо за максимальними значеннями колекторних струму і напруги та швидкодією:
UКдоп >= 1.5 • UКмах , IКдоп >= 1.5 • IКмах , fдоп >= 1.5 • fмах,
де UКмах = EК = 12 В, IКмах =1.1 • 10-3 А , fмах = 20 • 10 3 Гц (за умовою).
Для вказаних значень параметрів вибираємо транзистор КТ 361Б ( аналог BC177 ), що має такі основні паспортні дані:
UКдоп = 50 В, IКдоп = 200 • 10 -3 А, fдоп = 60 • 103 Гц,
тип транзистора - p-n-p, коефіцієнт ( = 40 - 120;
є) оскільки транзистор (p-n-p) типу, то EК вимагає знаку "‒", а загальна шина ┴ - "+" ( при цьому всі розрахункові формули аналогічні як і для ТПК з транзистором (n-p-n) типу, тільки значення напруг беруться по модулю (оскільки по відношенню до загальної шини вони від’ємні) .
ж) значення базового струму IБр для забезпечення робочої точки знаходимо за параметрами транзистора:
IБр = IКр / ( = 5.5 • 10 -3 / 65 = 0.08 • 10-3 А;
з) значення струму дільника Iділ:
Iділ = ( 5 - 10 ) • IБр = 1 • 10-3 А;
и) знаходимо значення базових опорів RБ1 і RБ2 для забезпечення напруги UБр в робочій точці Р на вході ТПК:
UБр = UБЕр + UЕр = UБЕр + IКр • RЕ = 0.5 + 7 • 10-3 250 = 2.25 В
і відповідно RБ1= (ЕК - UБр ) / Iділ = (12 - 2.25) / 1 • 10-3 =
= 9.75 • 103 Ом і RБ2 = UБр / Iділ = 2.25 / 1 • 10-3 = 2.25 • 103 Ом;
і) значення ємностей приймаємо CБ = 100 мкФ ( враховуючи, що ХСБ « RБ ), а значення ємностей роздільних конденсаторів приймаємо C1 = C2 ≥ 1 мФ .
В) Вибір значень розрахованих елементів відповідно до ряду елементів (див. Додаток 3 і 4):
Транзистор VT1 p-n-р типу КТ 361Б ( аналог BC177 ).
Резистори МЛТ потужністю 0,125 Вт: RК = 1.1•103 Ом; RЕ = 220 Ом; RC = 200 Ом; RБ1=15•103 Ом. Змінний резистор на макс. значення RБ2٭ = 4 • 103 Ом; RБ2 = 2.25 • 103 Ом.
Ємність приймаємо CЕ = 100 мкФ x 16В типу К 50-35,
ємності C1 = C2 = 0,1 мкФ х 250В типу К 73-17.
2.2. Проведення експериментальних досліджень
2.2.1. Підготувати до роботи ПК, провели реєстрацію в системі, забезпечили роботу з програмою Electronics Work Bench.
2.2.2. Забезпечити комутацію на набірному полі досліджуваної схеми рис. 1.
2.2.3. Встановити на джерелі живлення розраховану напругу ЕК .і підімкнути її до схеми ТПК
2.2.4. Дослідити статичний режим роботи ТПК ( при UВХ = 0 В):
а) виміряли за допомогою мультиметра (вимірювання напруги на постійному режимі) напруги статичного режиму на виводах транзистора UKр , UEр , UБр , UБЕр (сигнал від джерела змінної напруги відсутній UВХ = 4). Порівняли виміряні значення з розрахованими за п.1.1;
Рис. 1
б) якщо наявна певна розбіжність виміряних за п.2.4 значень UKр з розрахованими, то необхідно здійснити корекцію робочої точки Р (статична напруга на колекторі UKр ТПК із загальним емітером і ТПК із загальною базою) шляхом відповідної зміни значення змінного резистора базового подільника – RБ2٭ (для збільшення UKр зменшуємо RБ2٭, і навпаки). Повторити вимірювання за п.2.4.а.
Результати вимірювань: UKр = - 11.30 В , UБр = - 2.21 В , UEр = - 1.53 В , UБЕр = - 0.78 В.
На осцилогафі: червона лінія UВХ = 0 В – канал А (вхід DC), синя лінія UKр ~ -10 В – канал B, (вхід DC). DC - повний сигнал, включає постійну і змінну складові; AC – виключає постійну.
2.2.5. Зняли амплітудну характеристику ТПК.
Для цього сигнал від джерела змінної напруги (генератора низькочастотних синусоїдних коливань) частотою 1кГц подали на вхід ТПК (рис. 2). Поступово збільшуючи амплітудне значення сигналу генератора від нуля до значення, при якому наступає на виході ТПК спотворення форми підсиленого сигналу, - зняли залежність UВИХm = f (UВХm).
Рис. 2
Дані занесли в таблицю:
UВИХm, В
0.5
1
1.5
2
3
4
5
UВИХm max = 5
UВХm, В
0.077
0.2
0.4
0.55
0.8
1
1.2
UВХm max = 1.2
Вимірювання напруг вхідного і вихідного сигналу ТПК здійснили осцилографом.
На рису. 2 приведена схема ТПК з ЗБ, на якій вказані розраховані значення елементів та результати дослідження на осцилограмі (UВИХm max = 5 В при UВХm max = 1 В, UКр = -9.88 В ).
2.2.6. Визначити коефіцієнт передачі напруги КПu для середини лінійної ділянки амплітудної характеристики ТПК:
КПu=UВИХmсер / UВХmсер = 3 /0.55 = 5.5 . / 1 /
2.2.7. Визначити вхідний опір RВХ та коефіцієнт передачі струму КПi ТПК.
Для цього подали сигнал від джерела змінної напруги достатньої амплітуди /середина лінійної ділянки амплітудної характеристики/ на вхід ТПК через відомий опір резистора RС
а) вхідний опір RВХ : RВХ = UВХm / IВХm ,
де IВХ = 2.01•10-3 А - діюче значення струму (рис. 3) - покази міліамперметра, включеного послідовно з джерелом вхідного сигналу до входу ТПК (мультиметр в режимі амперметра змінного струму), і амплітудне значення вхідного струму IВХm = IВХ * 1.41= 2.83•10-3 А
Рис. 3
або IВХm визначаємо за законом Ома IВХm = ( U1m - UВХm ) / RС ,
де U1m і UВХm відповідно амплітудні значення напруг на виводах резистора RС, використовуючи мультиметр в режимі вольтметра змінного струму;
б) коефіцієнт передачі струму КПi :
КПi = IВИХm / IВХm = 2.84 •10-3 / 2.83•10-3 = 1
(для схеми ТПК з СЕ коефіцієнт передачі струму КПi – це α).
де IВИХm = UВИХm ) / RН = 3 / 1.2•103 = 2.84 •10-3 А,
(при відсутності навантаження в якості RН беруть RК ).
20.05.2020 12:05-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора