ИССЛЕДОВАНИЕ ТИПОВЫХ СХЕМ ВКЛЮЧЕНИЯ ТРАНЗИСТОРОВ ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 4 Цель работы: Исследование характеристик и параметров усилительных каскадов на биполярных транзисторах в схемах: с общим эмиттером (ОЭ) и отрицательной обратной связью по току (ООС); с общим коллектором. 4.1. Теоретические сведения. 4.1.1. Основные характеристики усилителей. Усилитель – это устройство, предназначенное для усиления мощности входного сигнала за счет потребления энергии источников питания. В зависимости от схемы включения биполярного транзистора усилители делятся на: – усилители с ОЭ, ОК, ОБ. К основным параметрам усилителей относятся: коэффициент усиления по: – напряжению Кu = Uвых/Uвх, – току Кi = Iвых/Iвх, – мощности Кp = Pвых/Pвх, входное сопротивление между входными зажимами усилителя (для переменного входного тока) Rвх = Uвх/Iвх, выходное сопротивление - сопротивление между выходными зажимами усилителя для переменного тока при отключенном сопротивлении нагрузки Rвых = Uвых/Iвых, коэффициент полезного действия усилителя - отношение мощности, поступающей в нагрузку, к мощности, потребляемой от источника питания: n = Рн/Рп. К основным характеристикам усилителя также относятся амплитудная (АХ) и частотная (ЧХ) характеристики. В общем случае коэффициент усиления по напряжению и току является величиной комплексной, характеризующейся модулем и фазой, которые зависят от частоты усиливаемого сигнала. Из-за наличия в схеме усилителя реактивных элементов и зависимости свойств транзистора от частоты коэффициент усиления усилителя имеет различные значения на различных частотах. Это явление называется частотными искажениями усилителя. Для их оценки вводится параметр, называемый коэффициентом частотных искажений М(w), равный отношению коэффициента усиления на данной частоте Кu (w) к коэффициенту усиления на средних частотах Кuo: M(w) = Ku(w)/Kuo. Частоты, на которых коэффициент усиления достигает предельно допустимого (граничного) значения Ku(w)гр = Kuo/Ö2=0,707*Kuo, называется верхней wВ.гр и нижней wН.гр граничными частотами (частотами среза), а разность w = wВ.гр - wН.гр – полосой пропускания усилителя. Амплитудная характеристика усилителя - это зависимость амплитуды выходного сигнала Uвых m от амплитуды входного сигнала Uвх m на некоторой постоянной частоте. // Об этих характеристиках (АХ и ЧХ) хорошо написано в методичке по ЭМСТ, стр.63, 64 // Амплитудная характеристика идеального усилителя представляет прямую линию, проходящую через начало координат, а амплитудная характеристика реального усилителя совпадает с характеристикой идеального только на некотором участке. При больших входных сигналах Uвх > Uвх maxвыходное напряжение усилителя перестает возрастать. Это связано с тем, что рабочая точка транзистора попадает в область насыщения или отсечки. При этом выходной сигнал искажается. Это явление называется нелинейными искажениями и оценивается коэффициентом гармоник: где Рn - мощность n-й гармонической составляющей выходного сигнала, Р1 - мощность первой гармоники. Если нагрузка усилителя активная, то коэффициент гармоник принимает вид: При малых входных сигналах UВX < UВX min выходное напряжение усилителя остается практически постоянным и равным Uвыx min. Напряжение Uвxmin называется напряжением собственных шумов усилителя и часто обозначается UШ. Собственные шумы усилителя обусловлены различными помехами и наводками, а также непостоянством электрических процессов во времени. Отношение Uвx max / Uвx min = D называется динамическим диапазоном усилителя. // Напряжение UШ см. рис. 16, а на стр. 64 «Методички ЭМСТ» // |