3.Экспериментальное исследование усилителя переменного тока с использование учебной лабораторной станции виртуальных приборов ni elvis

3.1Усилитель на одном не инвертирующем ру

Измерим частотные характеристики коэффициента усиления усилителя переменного тока, реализованного на базе не инвертирующего РУ рис.1.5. Определим fв и убедимся, что усилитель на одном не инвертирующем РУ имеет сравнительно небольшую верхнюю граничную частоту.

Рисунок 3.1

Действительно, верхняя граничная частота усилителя небольшая и равна 997,63 Гц.

Это происходит из-за того, что при использовании одного не инвертирующего РУ в качестве усилителя переменного тока удается получить одновременно большой коэффициент усиления и большое входное сопротивление усилителя, но при этом возникают трудности в реализации высокой верхней граничной частоты. Как следует из частотной характеристики усилителя (характеристика 2 на рис.1.3), чем выше коэффициент усиления усилителя переменного тока, тем меньше его верхняя граничная частота.

3.2Усилитель на не инвертирующем и инвертирующем ру

Измерим частотные характеристики коэффициента усиления усилителя переменного тока, реализованного на рис.1.4. Определим fв и убедимся, что усилитель на двух РУ имеет более высокую верхнюю граничную частоту по сравнению с усилителем реализованном на одном не инвертирующем РУ.

Рисунок 3.2

Действительно, верхняя граничная частота усилителя, реализованного на двух РУ намного больше по сравнению с усилителем реализованного на одном не инвертирующем РУ, и равна 25059,36 Гц.

4. Проектирование мощного выходного каскада усилителя

Рис. 4.1Схема усилителя на двух ОУ с мощным выходным каскадом (ВК).

Для экономии места на рисунке не приведена усилительная подсхема (DA1- R1- R2-R3- С1).

По сути эта схема представляет собой схему усилителя переменного тока на двух усилительных подсхемах, в которой для умощнения выхода интегрального ОУ DA2

используется мощный выходной каскад (ВК)(VT1-VT4, R6-R9).

Принципиальная схема высококачественного усилителя переменного тока и перечень ее элементов содержатся в специальных разделах курсовой работы.

4.1 Назначение и функционирование вк

Выходной каскад (VT1–VT4; R6–R9) предназначен для получения большого тока нагрузки I_НМ= 1-1,5 А.

Интегральный ОУ 741 имеет максимальный ток нагрузки I_НМ = 10-20 мА,

что явно недостаточно для нашего усилителя.

ВК усиливает только по току. По напряжению его коэффициент передачи близок к 1 (повторитель напряжения).

Действительно, VT1 и VT3 по одному и

VT2 и VT4 по другому пути – каскады с

общим коллектором, не инвертируют, K_U≈1.

ВК – двухтактный каскад режима класса АВ.

При U_ВЫХ> 0 (полярность без скобок) VT3 – в активном усилительном режиме, VT4 – в

отсечке, ток нагрузки I_Нтечет по цепи: +U_ИП– коллектор-эммитер VT3 – R8 – R_Н– общая шина.

При U_ВЫХ< 0 VT3 – в отсечке, VT4 – в активном усилительном режиме, ток нагрузки I_Н

течет по цепи: общая шина – R_Н– R9 – эммитер-коллектор VT4 – –U_ИП.

Наличие двух источников питания позволяет обеспечивать двуполярный диапазон изменения выходного напряжения

+ U_ИП= +15В

- U_ИП= -15В

–10B≤ U_ВЫХ≤ 10В.

Как создается режим класса АВ

Режим класса АВ создается введением транзисторов VT1, VT2.

Падение напряжения

U_AB= U_ЭБ1+ U_ЭБ2≈ 0.6 + 0.6 = 1.2 В

приоткрывает транзисторы VT3 и VT4 при U_ВЫХ= 0. Через них течет некоторый начальный сквозной ток I₀, при этом рабочая точка транзисторов VT3 и VT4 выводится на начало линейного участка (.)АВ, что минимизирует нелинейные искажения U_ВЫХВК и всего усилителя.

Резисторы R8 и R9 необходимы для ограничения сквозного тока I₀.