Порядок выполнения экспериментов. · Соберите цепь двухтактного усилителя (принципиальная схема - рис
· Соберите цепь двухтактного усилителя (принципиальная схема - рис. 3.4.2, монтажная - рис. 3.4.3). Конденсатор 0,47 мкФ, показанный на схеме пунктиром не обязателен. Он подключается к источнику +15 В или -15 В в случае появления возбуждений.
· Включите генератор, установите частоту 1 кГц, убедитесь, что усилитель работает, и установите максимальную амплитуду сигнала.
· Исключите из схемы диоды, соединив проводом базы транзисторов и подав входной сигнал непосредственно на базы. Убедитесь, что в выходном сигнале появились специфические искажения. Проверьте, как видоизменяются эти искажения при подключении активно-ёмкостной нагрузки и активно-индуктивной, включая последовательно с нагрузкой 220 Ом ёмкость 1 мкФ, затем индуктивность 33 мГн.
· Перерисуйте осциллограммы входного и выходного сигналов при активной нагрузке (рис. 3.4.4а), указав масштабы.
· Переключите осциллограф в режим X-Y и перерисуйте передаточную характеристику (рис. 3.4.4б).
· Восстановите схему усилителя с начальным смещением точек покоя, и при активной нагрузке и максимальном сигнале проделайте измерения всех величин, указанных в табл. 3.4.1. Рассчитайте основные характеристики усилителя. Измерения токов и напряжений производите мультиметрами, хотя при частоте 1000 Гц погрешность будет выше нормируемой производителем.
Рис. 3.4.3
Рис.3.4.4
Таблица 3.4.1
| Измеренная или рассчитанная величина | Обознач. | Формула | Результат |
| Входное напряжение | UВХ, В | - | |
| Вых. напр. при RН=220 Ом (норм. режим) | UН, В | - | |
| Вых. напр. при ХХ (RН®∞) | UХХ, В | - | |
| Вых. напр. при RН=220 Ом и RДОБ=1кОм (*) | UН1, В | - | |
| Входной ток (норм. режим) | IВХ, мА | - | |
| Ток источника питания +15В или -15 В | IИСТ, мА | - | |
| Ток нагрузки (норм. режим) | IН, мА | - | |
| Коэффициент усиления напряжения | kU | UН /UВХ | |
| Коэффициент усиления тока | KI | IН/IВХ | |
| Коэффициент усиления мощности | KP | kU ·KI | |
| Мощность нагрузки | PН, мВт | UН·IН, | |
| Мощность источников питания ±15В | PИСТ, мВт | 30·IИСТ | |
| Коэффициент полезного действия | кпд | PН/PИСТ | |
| Выходное сопртивление | RВЫХ | (UХХ/UН-1)·RH | |
| Входное сопртивление | RВХ | RДОБ/(UH/UН1-1) |
(*) Добавочное сопротивление RДОБ включается в цепь входного сигнала вместо перемычки от генератора.
Контрольные вопросы
1. В чём заключаются преимущества двухтактного усилительного каскада?
2. Как действует обратная связь в цепи эмиттера?
3. В каком классе усиления работают транзисторы в схеме на рис. 3.4.2? а на рис. 3.4.1?
4. Что такое комплементарные транзисторы?
5. Какие есть ещё двухтактные схемы?
Исследование основных схем включения операционного усилителя
Общие сведения
Операционный усилитель (ОУ) представляет собой усилитель постоянного тока с высокоомным дифференциальным входом, высоким коэффициентом усиления и малым значением напряжения смещения нуля. Два часто употребляемых условных обозначения ОУ приведены на рис. 3.5.1.
Рис. 3.5.1
При подаче сигнала на инвертирующий вход приращение выходного сигнала противоположно по знаку (фазе) с приращениями входного сигнала (инвертирующее включение ОУ). Если же сигнал подан на неинвертирующий вход, то приращение выходного сигнала совпадает по знаку (фазе) с входным сигналом (неинвертирующее включение). При подаче сигналов на оба входа (дифференциальное включение) приращение сигнала на выходе пропорционально разности входных сигналов. Эти три схемы представлены на рис. 3.5.2.
Рис. 3.5.2
Преобразование сигналов в цепях с операционными усилителями почти исключительно определяется свойствами цепей внешних обратных связей.
Так в схемах а, б и в, коэффициенты усиления входного напряжения выражаются через внешние сопротивления следующим образом:
На операционных усилителях возможно построение множества различных устройств, преобразующих величину и форму сигналов или генерирующих сигналы различной формы.