4. Задание к лабораторной работе
Рассчитать , и исследуемой схемы при
Гц (недостающие данные получить у
преподавателя).Снять проходную характеристику усилителя
на частоте 1000 Гц при
и
до
В (
отключить).Оценить, до каких значений для анализа данного усилителя можно применять линейные методы анализа?
Снять зависимость коэффициента усиления по напряжению от , установив такое , чтобы при работать на линейном участке проходной характеристики.
Определить входное сопротивление усилителя. Для этого генератор сигналов подключается на вход каскада через известное сопротивление. Падение напряжения на этом сопротивлении определяет ток
,
поступающий в схему. Отношение напряжения
,
измеряемого непосредственно на входе
схемы (между точками а
и б
схемы, рис. 3.5), к току
является входным сопротивлением.Рассчитать зависимость от сопротивления нагрузки, используя результаты п.4. Определить оптимальное.
Измерить зависимость сквозного коэффициента усиления от частоты
(частоту изменять от 20 Гц до 20 кГц) при
.
Определить
.Рассчитать
(
),
используя выражения (3.10а).Выполнить то же, что и в пп. 1–7, подключив .
Оценить
и
(
Ом).
5. Содержание отчёта
Отчёт должен содержать:
Принципиальную схему установки.
Графики проходной характеристики усилителя и зависимости коэффициентов усиления по напряжению и мощности от отношения сопротивления нагрузки к сопротивлению .
Значения при включенном и отключенном .
Значения оптимального, соответствующего максимальному , при включенном и отключенном .
Графики зависимостей от логарифма частоты при включенном и отключенном с указанием
(определённой по графикам).Расчётные значения
,
и
,
а также
.
6. Контрольные вопросы
Пояснить назначение элементов схемы на рис. 3.1.
Пояснить прохождение положительной и отрицательной полуволны входного сигнала от источника сигнала до нагрузки.
Объяснить изменение формы выходного напряжения при изменении и (рис. 3.1) при больших входных сигналах.
Получить матрицу
параметров транзистора.Достоинства и недостатки матричных методов анализа.
Пояснить выражения для и .
Объяснить зависимость от и .
Как влияет величина сопротивления нагрузки и сопротивления источника сигнала на параметры усилительного каскада, включённого по схеме с общим эмиттером?
Пояснить влияние , , , , , , и на зависимость сквозного коэффициента усиления напряжения каскада, включённого по схеме с общим эмиттером, от частоты.
Лабораторная работа № 4
ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ СТАБИЛИЗАТОРОВ НАПРЯЖЕНИЯ
1. Цель работы
Ознакомиться с принципами построения и основными характеристиками полупроводниковых стабилизаторов напряжения.
2. ТЕОРЕТИЧЕСКОЕ ВВЕДЕНИЕ
2.1. Основные характеристики стабилизаторов
Полупроводниковые стабилизаторы напряжения представляют собой электронные устройства, предназначенные для включения в канал передачи электрической энергии с целью уменьшения относительных изменений напряжения при колебаниях ЭДС первичного источника питания и сопротивления нагрузки.
Схема
включения стабилизатора напряжения в
общую электрическую цепь показана на
рис. 4.1, где обозначены:
– входное (стабилизируемое) напряжение;
– выходное (стабилизированное) напряжение;
и
– входной и выходной токи стабилизатора.
Под сопротивлением нагрузки подразумевается
входное сопротивление питаемой цепи,
которая может представлять собой как
простой резистор, так сложную электронную
схему.
Рис. 4.1. Схема включения стабилизатора напряжения
Стабилизаторы напряжения характеризуются рядом количественных показателей: электрических, энергетических, надёжностных и т.п.
Электрические показатели можно разделить на две группы: статические, определяемые при медленном изменении возмущающих факторов (напряжения, тока, температуры окружающей среды), и динамические, определяемые при быстром (скачкообразном) появлении возмущающих факторов, например, при импульсном характере работы нагрузки.
К статическим электрическим показателям стабилизаторов напряжения относятся:
Допустимое относительное отклонение входного напряжения (напряжения питания) от номинального:
– относительное отклонение в сторону
повышения и
– в сторону понижения напряжения (т.о.
,
).Номинальное выходное напряжение (на нагрузке) .
Номинальный ток нагрузки
.Нестабильность выходного напряжения при изменении напряжения на входе
.
Определяется как отношение отклонения
выходного напряжения от номинального
значения к номинальному значению
выходного напряжения
при изменении напряжения питания в
заданных пределах (ток нагрузки
и температура окружающей среды
постоянна), %,
.
Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки
.
Определяется как отношение отклонения
выходного напряжения от номинального
значения к номинальному значению
выходного напряжения
при изменении тока нагрузки в заданных
пределах (напряжение питания
и
постоянны), %,
.
Температурный коэффициент выходного напряжения (ТКН). Определяется как отношение отклонения выходного напряжения от номинального значения к номинальному значению и к вызвавшему это отклонение приращению температуры ( и постоянны), %,
.
Для характеристики точности стабилизации выходного напряжения наряду с относительными значениями нестабильности часто пользуются коэффициентом стабилизации. Этот коэффициент показывает, во сколько раз относительное изменение выходного напряжения стабилизатора меньше относительного изменения данного возмущающего фактора при прочих неизменных условиях.
Так, коэффициент
стабилизации выходного напряжения по
входному напряжению
(при постоянных
и
)
равен
.
Соответственно
коэффициенты стабилизации выходного
напряжения при изменении тока нагрузки
и температуры окружающей среды
определяются выражениями
(при постоянных и ),
(при постоянных и ).
Выходное сопротивление стабилизатора определяется как отношение изменения выходного напряжения к вызвавшему это изменение приращению тока нагрузки ( и постоянны)
.
Из энергетических показателей отметим коэффициент полезного действия, который представляет собой отношение мощности, отдаваемой стабилизатором в нагрузку, к мощности, потребляемой от источника питания
.