Лабораторная работа №4. Изучение резисторного усилителя напряжения

Цель работы. Ознакомление с принципом работы резисторного усилителя напряжения на биполярном транзисторе и основными его характеристиками. Изучение зависимости выходного напряжения и коэффициента усиления от величины сопротивления нагрузки коллектора, от амплитуды входного напряжения и от частоты входного напряжения.

Задание.

1. Снять зависимость амплитуды выходного напряжения U_{m вых} от сопротивления нагрузки коллектора R_К при частоте входного сигнала f = 1 кГц и U_{m вх} = 5 мВ. Рассчитать коэффициент усиления К. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 1. По результатам измерений построить графики зависимости U_{m вых} и К от R_К.

Таблица 1.

RК,кОм	0,33 (1)	0,62 (2)	0.91 (3)	1,2 (4)	1,5 (5)	1,8 (6)	2,2 (7)	2,4 (8)	2,7 (9)	3 (10)
Um вых, В
К

2. Снять амплитудную характеристику усилителя при f = 1 кГц и R_К = 1,5 кОм. Рассчитать коэффициент усиления К. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 2. По результатам измерений построить графики зависимости U_{m вых} и К от U_{m вх}. Используя полученные графики определить динамический диапазон усилителя.

Таблица 2.

Um вх, мВ	1	2	4	6	8	10	12	14	16	18	20
Um вых, В
К

3. Снять амплитудно-частотную характеристику усилителя при U_{m вх} = 5 мВ и R_К = 1,5 кОм. Рассчитать коэффициент усиления. Результаты измерений и расчетов занести в таблицу 3.

Таблица 3.

F, Гц	50	100	200	300	500	10^3	210^3	310^3	510^3	10^4	210^4	310^4	510^4	10^5
lg(F)	1.7	2	2.3	2.5	2.7	3	3.3	3.5	3.7	4	4.3	4.5	4.7	5
Umвых, В
К

По результатам измерений построить графики зависимости U_{m вых} и К от частоты входного напряжения в полулогарифмическом масштабе. (Для построения графика в полулогарифмическом масштабе по оси ординат отложить амплитуду входного напряжения и коэффициент усиления в линейном масштабе, а по оси абсцисс – частоту входного напряжения в логарифмическом масштабе). По графику определить полосу пропускания усилителя F (см. рис. 2).

4. Сделать выводы.

Приборы и оборудование: лабораторный стенд, генератор звуковой частоты, электронный осциллограф, источник питания.

Указания по выполнению лабораторной работы.

Работа выполняется с использованием стенда, схема которого изображена на рис 4. Входное напряжение задается звуковым генератором и подается на вход усилителя. Нелинейные искажения и величины выходного напряжения определяются с помощью осциллографа (см. инструкции по эксплуатации). Напряжение питания подается с источника питания (напряжение питания 5В).

Для снятия зависимости амплитуды выходного напряжения U_{m вых} от сопротивления нагрузки R_К подать на вход усилителя сигнал частотой f = 1 кГц и амплитудой U_{m вх} = 5 мВ. Изменяя с помощь переключателя S1 нагрузочное сопротивление R_К измерить амплитуду выходного напряжения U_{m вых}. Положение переключателей S2 и S3 укажет преподаватель.

Для снятия амплитудной характеристики усилителя подать на вход усилителя сигнал частотой f = 1 кГц, переключатель S1 перевести в положение «5». Изменяя амплитуду входного сигнала U_{m вх} от 1 до 20 мВ измерить амплитуду выходного напряжения U_{m вых}.

Рис. 4.

Для снятия амплитудно-частотной характеристики подать на вход усилителя сигнал амплитудой U_{m вх} = 5 мВ, переключатель S1 перевести в положение «5». Изменяя частоту входного сигнала f от 50 Гц до 100 кГц измерить амплитуду выходного напряжения U_{m вых}.