21

Министерство образования Российской Федерации

Томский межвузовский центр дистанционного образования

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ (ТУСУР)

Кафедра радиоэлектроники и защиты информации (РЗИ)

КАСКАДЫ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

Лабораторная работа № 4

по дисциплине «Схемотехника аналоговых электронных устройств»

(Учебное пособие «Аналоговые электронные устройства»,

автор Красько А.С., 2000г.)

Выполнил:

студент ТМЦДО

.

2005г

Содержание

Цель работы .…………………………………………………………..3

1 Исследование схемы каскада с ПООСТ …………..…………………3

2 Исследование схемы каскада с ||ООСТ.……………..……………….9

3 Исследование возможности коррекции АЧХ с помощью ОС …….14

4 Исследование влияние ОС на параметры входной цепи каскада …18

Цель работы: исследование влияния различных видов ОС на характеристики резисторного каскада.

Расчетное задание. Рассчитать номиналы цепей ОС из условия обеспечения F=2 для ПООСТ и R_вх=50 Ом для ||ООСН. Скорректировать номинал резистора R_э для схемы каскада с ПООСТ.

1. Исследование схемы каскада с поост.

Схема каскада приведена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 Схема каскада с ПООСТ

Рассчитаем номинал резистора из условия обеспечения F=2 для ПООСТ

Глубина обратной связи,

.

Тогда,

Ом.

где

Справочные данные транзистора 2N2712:

Статический коэффициент передачи тока Н_21Э=151,

объемное сопротивление базы Ом,

активное сопротивление эмиттера Ом,

r =1 Ом.

Д ля проведения эксперимента создаем виртуальный лабораторный макет, показанный на рисунке 1.2.

Рисунок 1.2 Схема лабораторного макета для каскада с ПООСТ

И сходные установки приборов показаны на рисунке 1.3.

Рисунок 1.3 Начальные установки приборов

С нимем АЧХ каскада с ПООСТ при С_ос=0, определим значения К_0ОС, f_нОС и f_вОС (рисунок 1.4).

Рисунок 1.4 АЧХ каскада с ПООСТ при С_ос=0

И змерим R_вхОС и R_выхОС каскада.

Для измерения R_вхОС источник входного сигнала Е подключим ко входу каскада через резистор R_г (рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – Измерение входного сопротивления каскада

Измерим U_вх1 при R_г1 =10 Ом и U_вх2 при R_г2 =1 кОм при неизменном Е.

R_вхОС вычислим по формуле:

.

Для определения R_выхОС проведем измерение U_вых при двух значениях R_н, т.е. U_вых1 при R_н1=200 Ом и U_вых2 при R_н2=2 кОм, и далее вычислим R_выхОС по формуле:

.

Результаты измерений К_0ОС, f_нОС, f_вОС, R_вхОС и R_выхОС помещены в таблицу 1.1, туда же помещены значения К₀, f_н и f_в для каскада с ОЭ без ОС, взятые из Лабораторной работы №2, пункт 1 при исходных значениях номиналов элементов схемы, и результаты измерения R_вх и R_вых из Лабораторной работы №3, пункт 1.

Таблица 1.1 Результаты экспериментов

Значение параметра  Условия эксперимента 	К0, дБ	fн, Гц	fв, мГц	RВХ, Ом	RВЫХ, Ом
каскад без ОС, кривая 1 на рисунке 1.6	35,8	463	8,07	380	168,8
каскад с ПООСТ, кривая 2 на рисунке 1.6	32,3	329	8,07	521	197,7

Распечатаем графики АЧХ, поместив на одном поле графика АЧХ каскада без ПООСТ, взятую из работы №2, пункт 1 при исходных значениях номиналов элементов схемы, и АЧХ каскада с ПООСТ (рисунок 1.6).

Рисунок 1.6 Совмещенные графики АЧХ.

Выводы по данному пункту работы.

Каскад с ОЭ и ПООСТ еще носит название каскада с эмиттерной коррекцией.

При ПООСТ в выходной цепи усилителя последовательно с нагрузкой включается специальная цепь , напряжение на которой пропорционально выходному току. Во входной цепи усилителя алгебраически складывается с входным напряжением. В области СЧ (=0) можно записать

,

т.е. коэффициент усиления по напряжению с введением ПООС уменьшается, что и подтверждают результаты эксперимента.

С помощью ПООСТ удается уменьшить нелинейные искажения в УУ, поскольку с увеличением F будет уменьшаться напряжение управления усилителем, его работа станет осуществляться на меньшем участке ВАХ транзистора, а это приведет к уменьшению коэффициента гармоник.

Входное сопротивление усилителя с ООС определяется способом подачи напряжения ОС во входную цепь. Как видно из результата эксперимента, ПООСТ увеличивает входное сопротивление усилителя.

Выражение для входного сопротивления каскада с ОЭ на БТ с ПООСТ, имеет вид:

.

Выходное сопротивление усилителя с ООС определяется способом снятия напряжения ОС с нагрузки усилителя.

На СЧ выходное сопротивление каскадов на БТ (ОЭ) определяется в большинстве случаев номиналом , поэтому данная ООС его практически не меняет. Как видно из результата эксперимента, ПООСТ увеличивает выходное сопротивление усилителя незначительно.

В биполярном транзисторе крутизна частотнозависима, поэтому даже при частотно-независимой цепи ООС (=0) наблюдается эффект коррекции АЧХ и ПХ за счет уменьшения глубины ООС на ВЧ:

.

Эмиттерная коррекция каскада на БТ при частотно-независимой цепи ООС (=0) эффективна в каскадах с малой емкостью нагрузки.