Для проведения измерений используется осциллограф, основные органы управления которого приведены на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1-Основные органы управления осциллографа
3.1 Рекомендуемая последовательность действий при определении временных и амплитудных характеристик сигнала
3.1.1 Обеспечить питание лабораторного макета, в соответствии с программой работы, подать на вход схемы синусоидальный сигнал и установить необходимые параметры элементов схемы.
3.1.2 Подключить один из каналов осциллографа ко входу макета, второй – к выходу. Установить на каждом из каналов режим АC (поз. 2 на рисунке 1.3) и выбрать двухканальный режим DUAL MODE (поз. 3 на рисунке 1.3).
3.1.3 Перевести осциллограф в режим синхронизации с каналом 1 (перевести соответствующий переключатель в положение СН1, (поз. 1 на рисунке 3.1).
3.1.4 Добиться максимально развернутого и четкого изображения на экране осциллографа. При этом нужно использовать регуляторы Volt/DIV для каждого канала (регуляторы VAR должны быть в крайнем правом положении), развертку по времени TIME/DIV, а также TRIG LEVEL, FOCUS, INTENSITY.
3.1.5 Если осциллограф имеет регулятор VAR SWEEP установить его в крайнее правое положение, как показано на рисунке 3.1 поз. 4.
3.2 Методика построения логарифмической амплитудно-частотной характеристики усилителя
3.2.1 Подать с генератора гармонических колебаний на вход макета синусоидальный сигнал амплитудой 50 мВ, частотой 1 кГц. Добиться на экране осциллографа четкого изображения входного и выходного сигналов. Подключить к выходу каскада цифровой вольтметр (режим измерения «~U»).
С помощью ручки Амплитуда генератора установить выходное напряжение каскада 1 В (это напряжение наиболее удобно для измерений, хотя можно установить любое другое напряжение, лишь бы выходной сигнал не был искажен; на практике измерения проводят при максимальном неискаженном сигнале).
Переключить вольтметр на вход каскада и измерить входное напряжение. Полученные данные занести в соответствующие графы таблицы 3.1. Определить коэффициент усиления по напряжению:
,
Рассчитать коэффициент усиления в децибелах:
G = 20lgК.
Данные занести в соответствующие графы таблицы 3.1.
Таблица 3.1
fн =
____Гц
fв =
____кГц
f
10Гц
100Гц
1КГц
10КГц
100КГц
1МГц
10МГц
Uвых
1В
Uвх
К=Uвых/Uвх
G = 20lgK
3.2.2 Не меняя амплитуды входного сигнала, с помощью дискретного множителя частоты генератора установить частоту входного сигнала f = 100Гц. Вольтметром измерить значения входного и выходного напряжения, данные занести в соответствующую графу таблицы 3.1.
3.2.3 Повторить измерения по 3.2.2 для остальных значений частот, указанных в таблице 3.1. Измерения с помощью вольтметра на частотах 1 – 10 МГц могут привести к значительным ошибкам, обусловленным техническими характеристиками вольтметра, поэтому на этих частотах желательно проводить измерения с помощью осциллографа, при этом удобно измерять размах напряжения на входе и на выходе каскада.
3.2.4 Рассчитать значения К и Gдля каждого значения частоты. Полученные данные занести в таблицу 3.1.
3.2.5 Измерить fн рабочего диапазона частот. Для этого уменьшать частоту входного сигнала от 1 кГц (с помощью лимба и дискретного множителя частоты генератора), контролируя при этом значение выходного сигнала. Зафиксировать частоту, при которой значение выходного сигнала уменьшится на 3 дб (в относительных единицах это составит 0,7 от значения выходного напряжения в середине рабочего диапазона частот (f = 1 кГц), Ufн = 0,7 × U1кГц = 0,7×1В = 0,7В). Данная частота является нижней частотой fН рабочего диапазона частот. Данные занести в таблицу 3.1.
3.2.6 Измерить fв рабочего диапазона частот. Для этого увеличивать частоту входного сигнала от 10 кГц (с помощью лимба и дискретного множителя частоты генератора), контролируя при этом значение выходного сигнала. Зафиксировать частоту, при которой значение выходного сигнала уменьшится на 3 дб (в относительных единицах это составит 0,7 от значения выходного напряжения в середине рабочего диапазона частот (f = 1 кГц), Ufв = 0,7 × U1КГц = 0,7×1 В = 0,7 В). Данная частота является верхней частотой fв рабочего диапазона частот. Данные занести в таблицу 3.1.
3.2.7 По данным таблицы 3.1 построить логарифмическую амплитудно-частотную характеристику исследуемого каскада.
,