лб4 / klab.rabote4

К лабораторной работе № 4

Задание лабораторной работы № 4 включает три экспериментальных пункта и один расчетный пункт. Первый из экспериментальных пунктов выполняется в статическом режиме (на постоянном токе), а два других – на переменном токе. Работа рассчитана на два часа.

1. Исследование ПЕРЕДАТОЧНОЙ характеристикИ транзисторНОГО КАСКАДА

При выполнении первого пункта обратите внимание на схему, представленную на рис. 4.1, в частности, на нагрузочный резистор в цепи коллектора. Назначение этого резистора подробно рассмотрено в учебном пособии. Внимательно изучите абзац текста перед рисунком, он поможет вам определиться с участками передаточной характеристики каскада, соответствующими различным режимам работы транзистора.

В данном пункте снимаются сразу две характеристики. В качестве независимой переменной используется напряжение база-эмиттер (входное напряжение каскада). В качестве функции в передаточной характеристике используется напряжение коллектор-эмиттер (выходное напряжение каскада). Во второй характеристике, часто называемой управляющей, в роли функции выступает ток коллектора (выходной ток каскада).

Обе полученные характеристики следует построить на одном графике. При этом лист миллиметровки стоит расположить горизонтально (соответственно альбомной ориентации страницы). С учетом того, что при малых напряжениях база эмиттер эмиттерный переход заперт, и ток коллектора равен нулю, нижний предел изменения этого напряжения стоит взять равным 0,5 В. По оси ординат следует откладывать обе функции: с одной стороны от оси указать значения напряжения коллектор-эмиттер, а с другой стороны, значения тока коллектора. Интересно отметить, что из-за того, что сопротивление резистора в цепи коллектора равно 1 кОм, цифры с одной и с другой стороны от оси окажутся одинаковыми. В верхней части графика (над кривыми) отметьте границы между режимами работы транзистора и укажите названия этих режимов.

Завершая работу на постоянном токе установите напряжение база-эмиттер, соответствующее середине падающего участка передаточной характеристики.

2. Исследование УСИЛЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ

Очень простой пункт работы. Внимательно изучите текст работы.

3. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕЛИНЕЙНЫХ ИСКАЖЕНИЙ

ВЫХОДНОГО СИГНАЛА

В предыдущей работе мы познакомились с диодным ограничителем напряжения, т.е. устройством, которое ограничивает напряжение сверху, снизу или с обеих сторон. В усилительных каскадах достаточно часто встречается эффект ограничения сигнала, но здесь он считается негативным. Усилитель должен усиливать синусоидальный сигнал без изменения его формы. Ограничение сигнала рассматривается как его нелинейное искажение.

Здесь нужно сделать одно замечание. Рабочая точка по постоянному току на передаточной характеристике (точка покоя) устанавливается в соответствие с выбранным напряжением база-эмиттер. При подаче на вход переменного напряжения рабочая точка будет перемещаться по передаточной характеристике в соответствии с изменением напряжения база-эмиттер.

Появление ограничения сигнала связано с нелинейностью передаточной характеристики каскада. Именно поэтому точка покоя выбирается посредине ее крутого практически линейного падающего участка. Амплитуда входного сигнала выбирается достаточно малой, чтобы при ее перемещении рабочая точка не выходила за пределы этого участка. Такой режим работы усилителя называется линейным или малосигнальным. При смещении точки покоя вверх рабочая точка будет заходить в нелинейную область передаточной характеристики, в результате чего сигнал будет ограничен сверху. При смещении точки покоя вниз сигнал будет ограничен снизу. Ограничение с двух сторон (снизу и сверху) наступает при слишком большой амплитуде входного сигнала. Точка покоя при этом может находиться, в частности, посредине падающего участка передаточной характеристики.

Работая с усилительными каскадами необходимо постоянно наблюдать за формой выходного сигнала и при появлении нелинейных искажений устранить их выбрав оптимальное положение точки покоя и малую амплитуду входного сигнала.

Для оценки положения точки покоя на передаточной характеристики в этом пункте используется напряжение U_кэ(0).