Исследование двухкаскадного усилителя звуковой частоты с отрицательной обратной связью

Цель работы

Изучение принципиальной схемы двухкаскадного усилителя звуковой частоты с отрицательной обратной связью (ООС), экспериментальное исследование влияния элементов схемы на характеристики усилителя.

Краткие теоретические сведения

Усилителем электрического сигнала называется устройство, преобразующее маломощный электрический сигнал на входе в сигнал большей мощности на выходе с минимальными искажениями формы.

Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – это зависимость модуля коэффициента усиления от частоты.

Фазочастотная характеристика (ФЧХ) – это зависимость фазового сдвига между выходным и входным напряжением от частоты.

Амплитудная характеристика – это зависимость выходного напряжения (тока) от входного напряжения (тока).

Для усилительного каскада по схеме с общим эмиттером имеем:

– входное сопротивление усилительного каскада

, (1.1)

где - сопротивление делителя по переменному току, - омическое сопротивление тела базы, - коэффициент передачи тока для схемы с общим эмиттером, - сопротивление эмиттера, - ток покоя эмиттера.

– выходное сопротивление усилительного каскада

, (1.2)

– коэффициент усиления по напряжению

, (1.3)

где - внутреннее сопротивление источника сигнала

– коэффициент усиления по току

, (1.4)

где , - входное сопротивление транзистора по переменному току.

Обратная связь – это явление передачи энергии с выхода устройства на его вход.

Коэффициент усиления по напряжению с ООС

, (1.5)

где – глубина обратной связи.

Связь между нижними граничными частотами без ООС и при наличии ООС

, (1.6)

Связь между верхними граничными частотами без ООС и при наличии ООС

. (1.7)

Задание к лабораторной работе

Рассчитать однокаскадный усилитель по схеме с общим эмиттером. Используя формулы (1.1) – (1.4) определить его основные параметры. Построить нагрузочную прямую по постоянному и переменному току. Исходные данные для расчета выбрать самостоятельно.

Изучить принципиальную схему исследуемого усилителя (рис.1.1).

Для разомкнутой и замкнутой цепи обратной связи провести следующие исследования:

1.3.1. Подключить разделительный конденсатор . Отключить конденсатор , имитирующий паразитную емкость.

На частоте снять и построить амплитудную характеристику усилителя при различных сопротивлениях нагрузки .

Определить:

– динамический диапазон;

– коэффициент усиления;

– глубину обратной связи.

1.3.2. Подключить нагрузку .

Построить АЧХ и ФЧХ усилителя при различных емкостях разделительных конденсаторов.

Определить по АЧХ:

– нижнюю и верхнюю граничные частоты;

– глубину обратной связи;

1.3.3. Подключить: разделительный конденсатор , конденсатор и нагрузку .

Построить АЧХ усилителя.

Определить:

– нижнюю и верхнюю граничные частоты.

1.3.4. Составить отчет о проделанной работе.

1.4. Контрольные вопросы

1.4.1. Перечислите режимы работы транзистора и способы задания рабочей точки.

1.4.2. Как строятся нагрузочные прямые по постоянному и переменному току?

1.4.3. Какие параметры усилительного каскада могут быть определены по нагрузочной прямой по переменному току?

1.4.4. Как экспериментально снимаются амплитудная характеристика, АЧХ и ФЧХ? Какие параметры усилителя могут быть по ним определены?

1.4.5. Что называется коэффициентом частотных искажений? От чего он зависит?

1.4.6. Что называется обратной связью? Дайте классификацию типов обратной связи.

1.4.7. Объясните влияние отрицательной обратной связи на АЧХ и амплитудную характеристику усилителя.

1.4.8. Назовите элементы цепи обратной связи исследуемого усилителя и докажите, что имеет место отрицательная обратная связь.

1.4.9. Почему в многокаскадном усилителе с общей ООС возможно самовозбуждение.

Лабораторная работа № 2