5.1 Подключить лабораторный макет к источнику напряжения 30В, встроенному в приборную панель лабораторного стола. Установить напряжение питания в соответствии с вариантом (приложение А). Измерить уровень Епит. цифровым вольтметром (режим работы – измерение постоянного напряжения).
5.2 Рассчитать теоретически координаты рабочей точки транзистора I0 и U0. C помощью цифрового вольтметра экспериментально определить координаты рабочей точки. Сравнить расчетные данные с экспериментальными. Провести на выходной характеристике транзистора нагрузочную прямую постоянного тока и отметить на ней положение точки покоя (использовать приложение А).
5.3 Подключить ко входу каскада генератор гармонических колебаний (генератор сигналов низкочастотный); ко входу и выходу каскада – осциллограф. Первый канал осциллографа необходимо подключить в гнездо между резистором Rc и конденсатором С1. Подать с генератора на вход каскада синусоидальный сигнал амплитудой 50 мВ, частотой 1 кГц. Параметры входного сигнала контролировать с помощью осциллографа. В отчете привести диаграммы напряжений (с учетом постоянной составляющей) в характерных точках (Uвх, Uб, Uэ, Uк, Uвых), построенные в одном временном масштабе.
5.4 Установить штекерные коммутаторы С1 и С2 в положение 1 и подключить нагрузку Rн. (положение SA1 ‑ ВНИЗ). Изменяя частоту входного сигнала, построить логарифмическую амплитудно-частотную характеристику коэффициента усиления по напряжению. Определить величины коэффициента усиления по напряжению К0, нижнюю fН и верхнюю fВ частоты (см. 3.2 – Построение логарифмической амплитудно-частотной характеристики).
5.5 Повторить измерения нижней частоты fн для следующих положений штекерных коммутаторов:
- С1 – положение 4;С2 ‑ положения 1, 2, 3, 4.
- С2 – положение 4;С1 ‑ положения 1, 2, 3, 4.
Построить зависимости fН = f(C1) и fН = f(C2).
5.6 Установить частоту входного сигнала 1 кГц. Постепенно увеличивать амплитуду входного сигнала от 0 до значения, при котором выходной сигнал начнет ограничиваться. Замерить уровни ограничения выходного сигнала положительной и отрицательной полярности. Построить нагрузочную прямую переменного тока, отметить на ней уровни ограничения.
5.7 Установить штекерные коммутаторы С1 и С2 в положение 3, штекерный коммутатор Rн в положение 1. На частоте 1 кГц (область средних частот), подав на вход синусоидальное напряжение амплитудой 50 мВ, цифровым вольтметром зафиксировать выходное напряжение при подключенной и отключенной нагрузке (ВНИЗ – включено, ВВЕРХ ‑ выключено). По данным эксперимента оценить величину выходного сопротивления каскада:
,
где ‑ выходное напряжение при отключенной нагрузке;
‑ выходное напряжение при подключенной нагрузке.
5.8 Повторить измерения по 5.7 оставшихся значений Rн (положения 2, 3, 4 штекерного коммутатора Rн). Сделать вывод о влиянии Rн на выходное сопротивление каскада.
5.9 Используя цифровой вольтметр измерить напряжение на левом (U1) и правом (U2) выводах резистора Rc. Вычислить значение входного сопротивления усилителя по формуле:
.
5.10 Подключив ко входу каскада генератор импульсных сигналов, исследовать свойства каскада при усилении прямоугольных импульсов (f = 1 кГц, tи = 100 мкс, амплитуда 50 мВ). Инвертирует ли каскад импульс? Во сколько раз усиливается амплитуда импульса? Оценить экспериментально время установления фронта и относительный спад вершины импульса и сравнить с расчетными величинами.
Контрольные вопросы
6.1 Назовите причины уменьшения коэффициента усиления на низких частотах. Каким образом можно изменить нижнюю частоту fН коэффициента усиления в исследуемой схеме?
6.2 Назовите причины уменьшения коэффициента усиления на высоких частотах. Каким образом можно изменить верхнюю частоту fВ коэффициента усиления в исследуемой схеме?
6.3 Назовите причины искажения фронта и вершины прямоугольного импульса на выходе каскада.
6.4 Дайте оценку усилительных свойств исследуемого каскада (КI, КU, Кp). Инвертирует ли исследуемый каскад фазу входного сигнала при усилении?
,
‑ выходное напряжение при отключенной нагрузке;
‑ выходное напряжение при подключенной нагрузке.
.